波動(dòng)光學(xué)-李中軍版課件 4 薄膜干涉－等傾干涉

同學(xué)們好！§17－4薄膜干涉－等傾干涉分振幅雙光束干涉一、一般性討論1光波入射光1

反射光2、3相干光

透射光4、5相干光2354光束2、3的光程差為：考慮折射定律或得討論：（1）附加光程差透射光與反射光形成互補(bǔ)n1<n2<n3n1>n2>n3n1>n2<n3n1<n2>n3反射光的附加光程差00λ/2λ/2透射光的附加光程差λ/2λ/200若

、n1、n2一定，δ

與e、i有關(guān)(2)薄膜厚度均勻(e一定),δ隨入射角i變化同一入射角i

對(duì)應(yīng)同一級(jí)干涉條紋不同入射角對(duì)應(yīng)不同級(jí)次的條紋干涉條紋為一組同心圓環(huán)等傾干涉薄膜同一厚度處對(duì)應(yīng)同一級(jí)干涉條紋薄膜不同厚度處對(duì)應(yīng)不同級(jí)次干涉條紋條紋形狀與薄膜等厚線相同等厚干涉(3)入射角i一定(平行光入射)，δ隨薄膜厚度e變化二、等傾干涉明

k=1、2、3...暗

k=0、1、2...

1、條紋的定域相干光是平行光，相遇在無窮遠(yuǎn)，若用會(huì)聚透鏡則定域在透鏡的焦平面上；

2、光源：面光源

每一點(diǎn)光源都形成各自的一套干涉紋，但點(diǎn)光源之間互相平行的光在同一圓周上，由于是非相干光，它們之間是非相干疊加，故可增加條紋亮度（1）條紋形狀：圓或圓的一部分

3、條紋特點(diǎn)（2）條紋級(jí)數(shù)序列內(nèi)高外低（3）條紋疏密情況內(nèi)疏外密

4、條紋移動(dòng)e

逐漸增大

中心：暗

亮

暗中心級(jí)數(shù)：kc

kc+1

kc+2中心每冒出一個(gè)亮斑（

kc=1），就意味著薄膜厚度增加，并且思考：（1）薄膜上反射光很多，為什么只考慮第一、二反射光（2）薄膜厚度對(duì)干涉紋的影響5、應(yīng)用：增透膜和高反射膜在空氣到玻璃的界面上正入射時(shí)，反射光能約占入射光能的5％，在各種光學(xué)儀器中，為了矯正像差或其它原因，往往采用多透鏡的鏡頭，例如較高級(jí)的照相機(jī)物鏡由6個(gè)透鏡組成，在潛水艇上用的潛望鏡的鏡頭約有20個(gè)透鏡。每一透鏡有兩個(gè)與空氣相界的表面，這樣一來，復(fù)雜的光學(xué)儀器就可能有幾十個(gè)界面，如果每個(gè)界面上因反射光能損失5％，總起來光能的損失就十分可觀了。照相機(jī)物鏡光能損失45％，潛望鏡中竟達(dá)90％如此巨大的反射損失是很可惜的，此外，這些反射光在光學(xué)儀器中還會(huì)造成有害的雜光，影響成像的清晰度，為了避免反射損失，近代光學(xué)儀器中采用真空鍍膜或用離心機(jī)“甩膠”（又叫化學(xué)鍍膜）的方法，在透鏡表面敷上一層薄透明膠。

例1:在玻璃表面鍍上一層MgF2薄膜，使波長(zhǎng)為λ=5500?的綠光全部通過。求：膜的厚度。解一：使反射綠光干涉相消由反射光干涉相消條件取k=0MgF2玻璃n2=1.38n1=1.50n0=1

δ=2n2

e=(2k+1)λ/2=996(?)23玻璃=996?解二:使透射綠光干涉相長(zhǎng)由透射光干涉加強(qiáng)條件：取k=0問題：此時(shí)反射光呈什么顏色？2n2e=kλλ1=2n2e=8250?取k=1λ2=2n2e/2=4125?取k=2反射光呈現(xiàn)紫藍(lán)色。得

由23玻璃多層高反射膜HLZnSM