45. Применение явления интерференции.

"Просветление" оптики.

Одной из главных задач, возникающих при построении различных оптических и антенных устройств СВЧ диапазона, является уменьшение потерь интенсивности света, мощности потока электромагнитной энергии при отражении от поверхностей линз, обтекателей антенн и пр. приборов, используемых для преобразований световых и радиоволн в разнообразных приборах фотоники, оптоэлектроники и радиоэлектроники.

Как показывают расчеты, отражение света от поверхности линзы сопровождается уменьшением его интенсивности примерно на 4%. Учитывая, что современные оптические устройства, в частности современные оптоэлектронные приборы содержат достаточно большое количество линз, зеркал, светоделительных устройств, потери интенсивности проходящей световой волны без применения специальных мер могут стать значительными.

Для уменьшения потерь на отражение используется покрытие оптических деталей пленкой со специальным образом подобранными толщиной   и показателем преломления  . Идея уменьшения интенсивности отраженного света от поверхности оптических деталей состоит в интерференционном гашении волны, отраженной от внешней поверхности детали, волной отражённой от внутренней (рис. 4.22). Для осуществления этого амплитуды обеих волн должны быть равны, а фазы отличаться на 180⁰.

Можно показать, что уравнивание амплитуд отражённых волн возможно, если показатель преломления плёнки   выбирается равным

,

(4.27a)

где   - показатель преломления диэлектрика, из которого изготовлена рассматриваемая оптическая деталь (например, линза).

Необходимое соотношение между фазами   отражённых волн обеспечивается выбором толщины плёнки  , кратной нечётному числу четвертей длины волны проходящего через рассматриваемую деталь света:

.

В этом случае фазы волн, отражённых от внутренней и внешней поверхностей детали, отличаются на 180⁰ и обеспечивается гашение отражённой волны.

Измерение показателя преломления веществ.

Измерение значения абсолютного показателя преломления веществ основано на свойстве смещения интерференционной картины двух когерентных источников волн в зависимости от разности начальных фаз их колебаний.

Интерферометр Майкельсона.

С помощью этого интерферометра Майкельсон совместно с Морли в 1887г. провёл знаменитый опыт с целью обнаружения движения Земли относительно гипотетического эфира, а в 1890-1895гг. Майкельсоном впервые было произведено сравнение длины красной линии кадмия с длиной нормального метра.

Рассмотрим упрощённую конструкцию интерферометра Майкельсона (рис. 4.25). В этом приборе свет от источника   с помощью светоделительной (полупрозрачной) пластинки   направляется на два зеркала   и  , после отражения от которых в окуляре зрительной трубы   наблюдается их интерференция. В конструкцию интерферометра входит компенсирующая пластинка , назначение которой скомпенсировать различие фазовых набегов разделяемых световых пучков, возникающих из-за того, что пучок, отразившийся от зеркала  проходит светоделительную пластинку  один раз, а пучок от   три раза.

Характер интерференционной картины, наблюдаемой в окуляре зрительной трубы зависит от юстировки зеркал  и  осуществляемоймикрометрическими винтами - двумя винтами  и одним винтом   . С помощью винтов   (рис. 4.25b) изменяется угол между плоскостями зеркал   и мнимого изображения   зеркала   светоделительной пластинке  . Винтом   можно смещать относительно   мнимое изображение  . Таким образом, с помощью микрометрических винтов   и   наблюдаемая интерференционная картина будет иметь вид полос равного наклона при параллельных плоскостях   и   или полос равной толщины, если их плоскости непараллельные.

При слегка расходящемся световом пучке и параллельных плоскостях   и   интерференционные полосы будут иметь вид концентрических окружностей. При вращении винта   в центре картины будут возникать новые или исчезать интерференционные полосы, стягиваясь в точку. Смещение наблюдаемой картины на одну полосу соответствует перемещению винта на  . В монохроматическом свете, соответствующей красной линии кадмия, Майкельсон наблюдал интерференционную картину при разности хода лучей в510⁵ длин волн.

Чем больше отражающая способность внутренних поверхностей интерферометра, тем уже максимумы и тем выше его спектральная разрешающая способность. 46. Голография.

Голография (др.-греч. ὅλος — полный + γραφή — пишу) — набор технологий для точной записи, воспроизведения и переформирования волновых полей.