Применение интерференции света
6.4.3.1 Просветление оптики.
Явление интерференции света применяется для улучшения качества оптических приборов (просветление оптики и получения высокоотражающих покрытий). Прохождение света через каждую преломляющую поверхность линзы, например через границу стекло – воздух, сопровождается отражением » 4% падающего потока ( при показателе преломления стекла » 1,5). В современных объективах число поверхностей велико и велики потери на отражение. Кроме того, отражение от поверхностей линз приводит к возникновению бликов, что часто демаскирует положение прибора. Для устранения этого недостатка осуществляется просветление оптики. На свободные поверхности линзы наносятся тонкие пленки с показателем преломления, меньшим, чем у материала линзы. При отражении света от границ раздела воздух – пленка и пленка – стекло возникает интерференция когерентных лучей. Толщину пленки d и показатели преломления стекла nс и пленки n можно подобрать так, что волны, отраженные от обеих поверхностей пленки, гасили друг друга. Для этого их амплитуды должны быть равны, а разность хода равна (2m+1)l0/2. Т.к. nс, n и показатель преломления воздуха n0 удовлетворяют условию nc> n> n0, то потеря полуволны происходит на обеих поверхностях и при I = 0 условие минимума имеет вид:
2nd = (2m+1)l0/2,
где nd – оптическая толщина пленки. Обычно принимают m = 0, тогда
nd = l0/4.
Так как добиться одновременного гашения для всех длин волн невозможно, то это обычно делается для наиболее восприимчивой глазом волны l0 = 0,55 мкм.
6.4.3.2 Многолучевая интерференция.
На основе многолучевой интерференции (рисунок 36) стало возможным создание высоко отражающих покрытий. Многолучевая интерференция возникает при наложении большого числа когерентных световых пучков. Амплитуда световых колебаний одинаковой амплитуды в максимумах интенсивности, где сложение происходит в одинаковой фазе, в N раз больше, а интенсивность в N2 раз больше, чем от одного пучка ( N – число интерферирующих пучков). Многолучевую интерференцию можно осуществить в многослойной системе чередующихся пленок с разными показателями преломления (но с одинаковой оптической толщиной = l0/4) . На границе раздела пленок (между двумя слоями ZnS с большим показателем преломления n1 находится пленка криолита с меньшим показателем преломления n2) возникает большое число интерферирующих лучей, которые при оптической толщине пленки l0/4 будут взаимно усиливаться, т.е. коэффициент отражения возрастает (рис.36).
Характерной особенностью такой высоко отражающей системы является то, что она действует в очень узкой спектральной области, причем, чем выше коэффициент отражения, тем уже эта область. Система из семи пленок дает коэффициент отражения » 96% и коэффициент поглощения < 0,5%. Подобные отражатели используются в лазерной технике.
6.4.3.3 Интерферометр Майкельсона.
Упрощенная схема интерферометра Майкельсона приведена на рисунке 37. Монохроматический свет падает под углом 450 на плоскопараллельную пластинку Р1. Сторона пластинки, удаленная от S, посеребренная и полупрозрачная, разделяет луч на две части: луч 1 (отражается от посеребренного слоя и луч 2 (проходит сквозь него). Луч 1 отражается от зеркала М1 и, возвращаясь обратно, вновь проходит через пластинку Р1. Луч 2 идет к зеркалу М2, отражается от него, возвращается обратно и отражается от пластинки Р1. Так как первый из лучей проходит сквозь пластинку Р1 дважды, то для возникающей разности хода на пути второго луча ставится пластинка Р2 ( точно такая же как Р1 , но не покрытая серебром). Лучи 1’ и 2’ когерентны и будут интерферировать
. При перемещении одного из лучей на l0/4 разность хода обоих лучей увеличится на l0/2 и произойдет смена освещенности зрительного поля. По незначительному смещению интерференционной картины можно судить о малом перемещении одного из зеркал и использовать интерферометр Майкельсона для точного (порядка 10-7 м) измерения длин, т.к. перемещение одного из зеркал на Dх связано со смещением интерференционной картины на N полос соотношением
ЛЕКЦИЯ 6
Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 873;