文档介绍：薄膜干涉劈尖干涉牛顿环
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单色光以入射角 i 从折射率为 n1介质进入折射率为n2 的介质,
i
①
②
一、薄膜干涉
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i
r
①
②
i
在薄膜的上下两表面产生的反射光①光、②光,满足相干光的几个条件,能产生干涉,经透镜汇聚,在焦平面上产生等倾干涉条纹。
从焦点 P 到 CD 波面,两条光的光程差为 0,则在未考虑半波损失时①光、②光的光程差为:
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①
②
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由折射定律
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考虑半波损失:
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①
②
光程差不附加
光程差附加
未考虑半波损失时
光程差
干涉的加强减弱条件:
加强
减弱
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,入射角一定,则不同的薄膜厚度就有不同的光程差,也就有不同的干涉条纹。这种一组干涉条纹的每一条对应薄膜一厚度的干涉,称为等厚干涉。
,每一点都可以发出一束近似平行的光线,以不同的入射角入射薄膜,在反射方向上放一透镜,每一束平行光会在透镜焦平面上会取聚一点。当薄膜厚度一定时,在透镜焦平面上每一干涉条纹都与一入射角对应,称这种干涉为等倾干涉。
用同样的办法可以推导透射光的光程差。
讨论:
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光学镜头为减少反射光,通常要镀增透膜。
二、薄膜干涉的应用
在光学器件中,由于表面上的反射与透射,在器件表面要镀膜,来改变反射与透射光的比例。可有增透膜,增反膜。
例如:较高级的照相机的镜头由 6 个透镜组成,如不采取有效措施,反射造成的光能损失可达 45%~90%。为增强透光,要镀增透膜,或减反膜。
复杂的光学镜头采用增透膜可使光通量增加 10 倍。
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光学镜头为减少透光量,增加反射光,通常要镀增反膜。
使两束反射光满足干涉加强条件:
由于反射光最小,透射光便最强。
增反膜是使膜上下两表面的反射光满足干涉相长条件。
增透膜是使膜上下两表面的反射光满足减弱条件。
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例:为增强照相机镜头的透射光,往往在镜头(n3=)上镀一层 MgF2 薄膜(n2=),使对人眼和感光底片最敏感的黄绿光= 555 nm 反射最小,假设光垂直照射镜头,求:MgF2 薄膜的最小厚度。
解:
不考虑半波损失。
k=1,膜最薄
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用单色平行光垂直照射玻璃劈尖。
由于单色光在劈尖上下两个表面后形成①、②两束反射光。满足干涉3个条件,由薄膜干涉公式:
①
②
干涉条纹为平行于劈棱的一系列等厚干涉条纹。
三、劈尖干涉
有:
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加强
减弱
光程差为
劈棱处为暗纹
k 级暗纹处劈尖厚度
由
dk=0,
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