Эквивалентная схема интерференции

Любые интерференционные приборы можно свести к следующей эквивалентной схеме из двух источников и

Если направление наблюдателя перпендикулярно прямой, соединяющей два источника, то получится интерференционная картина I (интерференция в виде полос равных по ширине).

При параллельных лучах интерференционной картины нет. При этом поле интерференции либо равномерно засвечено, либо вовсе не освещено. Эти полосы возникают при взаимодействие параллельных пучков лучей, которые приобретают разность хода.

Если линия наблюдения проходит через и , то интерференционная полосы имеют вид окружности и получится интерференционная картина III. Лучи пересекаются в бесконечности. И полосы такого рода называют полосами равного наклона. Это предлинный вариант картины I. Чтобы увидеть полосы равного наклона на конечном расстояние ставится линза, которая заставляет пересекаться эти лучи искусственно в фокусе.

Чем под большим углом интерферируют лучи, тем больше количество полос в пределах поля интерференции, и тем меньше расстояние между ними.

Лекция №4 Интерферометр Фабри — Перо

Этот прибор работает на принципе многолучевой интерференции. Используется спектроскопии, в резонаторах лазера.

Высокоотражающие покрытие с коэффициентом отражения 0,9. Угол падения луча i на эту пластину в реальных условиях порядка нескольких минут для лазерных источников. Для не лазерных источников 1-5 градусов.

Выходящие лучи 1,2,3 идут параллельно, поэтому образуют интерференционную картину в бесконечности. Происходи многократное отражение луча, падающего на интерферометр. Это приводит к интерференции параллельных пучков, в проходящем и отраженном свете.

Суммарный коэффициент пропускания интерферометра: (1), где разность фаз между соседними лучами.

Коэффициент резкости интерференционной картины: Физически эта величина характеризует разность интенсивностей в минимуме черной полосы и в максимуме белой полосы.

В оптике связана с разностью фаз:

Из формулы (1) следует, что при , то , т.е. независимо от коэффициента отражения 0,9, интерферометр будет пропускать все падающее излучение.

Суммарный коэффициент отражения интерферометра:

В нашем случае, если , .

Разность хода связана с толщиной d следующим образом: , где n показатель преломления материала

Подставим формулу (5) в (2):

Из формул (1) (4) (6) следует, что максимум пропускания будет при , где j целые числа начиная с 0

При подстановке формулы (7) в (6) получим, что: линейчатый порядок интерференции. Он показывает сколько длин волн укладывается на разности хода между интерферирующими лучами.

Каждая отдельная полоса в любом типе интерферометра характеризуется своим порядком интерференцией. В связи с этим про интерферометр Ф-П говорят, что интерференция происходит на очень высоких порядках.

При небольшом изменении угла i из формулы (1) пропускание интерферометра снова близко к единице, если выполняется условие:

В случае

Если на интерферометр Ф-П падает расходящийся пучок на одной длине волны, то при каждом угле i удовлетворяющей формуле (9) имеет место максимум пропускания излучения.

Если пучок осесимметричный, то за интерферометром будет наблюдаться система колец, но реальна эта система будет в бесконечности.

Для наблюдения этих колец на конечном расстоянии за интерферометром Ф-П ставят линзу и регистрируют на фотопленку кольца фокальной плоскости линзы.

Интерферометр Ф-П служит как спектральный прибор. На входе интерферометр Ф-П ставят линзу для увеличения светового потока. На выходе ставят линзу и в ее фокальной плоскости находится пленка.