分波前法双光束干涉实验对比累对切透镜切去部分的宽度测量

以氦氖激光为光源,利用球面波会聚光的干涉,实验测量比累对切透镜切去部分的宽度,并对该宽度值进行不确定分析;以其宽度值作为已知量,分别利用平面波发散光的干涉和球面波会聚光的干涉两种干涉方法,测量钠光波长,并用实验数据分析结果,验证实验测量比累对切透镜切去部分宽度的合理性.     

“光学一题”解答

题中给出干涉条纹间距 与屏幕位置无关,这说明两相干点光源只能在无限远,即点光源S正位于透镜L的物方焦点上,这是解题的关键.可以肯定,透镜L右侧是传播方向夹β角的两束平行光的干涉场,且β=a/f’ 如图,依据制作全息光栅的原理。栅距　　　　　　　　参与相干的两束平行光传播方向之间夹角β的关系为“光学一题”解答@潘维济$南开大学     

光学一题

试设计一种d=a杨氏双缝夫琅和费衍射装置,并导出屏幕上双缝干涉光强分布的表达式.这里a是双缝中每一缝的宽度,d是又缝中心没缝宽方向的宽度.(答案在本期找) “光学一题”解答 众所周知,双缝夫琅和费衍射光强分布是双缝干涉光强sin2(2υ)/sin2υ受到单缝衍射I0sin2u/u2的调制.这里I0=(Ca)2是宽度为a的单缝在屏幕中央所形成的光强,u=πasinθ/λ,υ=πdsinθ/λ ,θ是衍射角,由于d=a,即u=υ,故屏幕上光强分布表达式为这事实上是宽度为2a的单缝夫琅和费衍射光强分布,其中央衍射极大的角宽度将是宽度为a单缝的一半,丝毫没有什么双缝干涉的表现…     

梅斯林干涉条纹

一实验装置 用两块象方焦距分别为f1和 f2、口径 D1 和D2大致相等的凸薄透镜,将它们沿表面直 径剖开,并各取其一,用胶将剖面粘住,形成一 块共轴横向组合透镜L。如图一所示,L对轴 上的实物单色点光源S在轴上形成两个实象 点S1、S2.显然,在上半圆透镜和下半圆透镜 两束成象光束的叠加区S1HS2内,将会出现 干涉现象.这种干涉和杨氏双孔、洛埃镜、双 面镜、双棱镜、比累剖开透镜等装置相类似,是 一种双光束分波前形式的干涉.原来的梅斯林 (Maslin)干涉装置和图一有些不同,,是将一块 凸薄透镜沿表面直径剖开,并使两半圆透镜共 轴地沿轴向错开…     

光学三题──选自美国研究生考题

1.用一个针孔与照相底片相距为D的针孔照相机,对远处发射波长为　的单色物体进行拍摄。要使底片上有最高的清晰度,则针孔直径x应是多大?曝光时间和距离D是什么关系? 2.波长　为.0.5微米的平行单色光垂直入射到双缝平面上,已知双缝间距t为0.5毫米。在双缝另一侧(即右侧)5厘米远处,正放置一枚象方焦距f‘为 10厘米的理想透镜 L,在L右侧12厘米远处放置一屏幕。问屏幕上有无干涉条纹?若有,则条纹间距e’是多少? 3.如图所示,共轴放置的两个理想透镜L1、L2,它们的间距为30厘米。已知L1的直径D1为 4厘米,象方焦距f1’为 10厘米; L2的直径 D2为2…     

多狭缝衍射中的缺级现象

讨论多狭缝衍射中经常遇到缺级现象,一些书上认为它出现在两狭缝中心的间距(a+b)与狭缝宽度a的比值为整数时。下面以夫琅和费双狭缝衍射为例说明(a+b)/a不等于整数时也出现缺级现象。 如图,当平行光垂直照射双键时,我们能够得到在透镜L的焦平面上的光强分布为其中C为常数我们知道(1)式中的因数 是宽度为a的单缝夫琅和费衍射图样的光强分布。因数cos2v是位相差为2v的两束光所产生的干涉图样的光强分布。当其中任一个为零时,则合成光强即为零。我们来分析 当0一切财产生干涉最大 (a+b)sinw=ikA k=0,1,2,…(4) 当u=k’。时产生衍射最小 assup…     

用马赫—曾德干涉仪获得分波前干涉的圆形条纹

1引言两相于点光源（或点光源与平行光）在垂直于其连线方向的屏幕上所形成的干涉条纹为圆形条纹.由分振幅干涉装置如迈克尔孙干涉仪、牛顿环仪等可以很容易地产生圆形条纹.但对于分波前干涉装置如杨氏双缝、双棱镜、双面镜、洛埃镜、比累对切透镜等，要产生圆形条纹却非常困难，甚至不可能，即使对于比较特殊的梅斯林透镜也只能产生半圆形的干涉条纹.本文提出了一种实验方法，即对分振幅干涉装置马赫一曾德干涉仪进行适当的改进，使其产生分波前干涉并产生出圆形干涉条纹.对其条纹特点，本文进行了分析.所得到的实验结果与理论分析是一致的…     

双光学平板莫尔条纹实验

传统的莫尔(Moire′)条纹一般是在一组透射光栅上实现的。本文提出了一种实现莫尔条纹的新方法——双光学平板法。利用两块相同厚度的光学平板产生的多光束干涉效应来产生莫尔条纹。原理光线斜入射至一光学平板时,其反射光会在远处屏幕上产生一组清晰的干涉条纹。再使第一平板上的反射光以同样入射角入射到第二平板上。最终的反射光为两组干涉条纹的重叠,即产生了莫尔条纹。实际光路见图,激光束由透镜L略加扩束后到达固定平     

透镜焦平面上等倾干涉条纹的形状

用迈克尔逊干涉仪观察等倾干涉条纹的装置如图1所示。将钠灯前的毛玻璃片置于透镜L_1的焦平面上,反射镜M_1与反射镜M_2的象M_2′之间形成厚度均匀的空气薄膜,不用透镜L_2,让眼调焦到无限远,向薄膜方向看去,可看到定域在无穷远的等倾干涉条纹。也可以在透镜L_2的焦平面上观察等倾干涉,如图1中,平行光束会聚在焦平面F′上。让焦平面F′与薄膜表面平行,则在     

光学一题

在通常的三缝夫琅和费衍射装置里, a是每一缝的宽度,d是相邻两缝中心的间距,今作如下两种修饰后,试画出远方屏幕上的光强分布.(1)将透明的π相移薄膜片复盖中缝.(2)将π相移片复盖下缝.光学一题解答潘维济　南开大学 (1)每一个缓的各自衍射结果都是一样的　光强分布,我们可暂不考虑衍射,单计算三缝干涉,计算中不计常数,则在θ方向上的合振幅为相干光强为　.再考虑单缝衍射调制作用,中缝经π膜片修饰后的三缝夫琅和费衍射光强分布如解图(a)所示,图中还画出了时元振幅失量叠加成零的示意. (2)π膜片修饰下缝时,θ方向上的相干叠加合复振幅Aθ…     

随机位相菲涅耳透镜阵列激光束匀化

为降低干涉带来的影响,将一种随机位相分布引入菲涅耳透镜阵列,对阵列中每一个菲涅耳透镜施加0或π的二值化位相变化,打乱阵列位相的周期性排布,减少微透镜后多光束在匀化面干涉带来的影响.通过数值计算对激光束的匀化过程进行了模拟,设计的菲涅耳透镜口径为0.5 mm,焦距为6mm,阵列数目为20×20,光斑整体均匀度达到90%,光束能量利用率达到96%.利用设计和制备的16台阶随机位相型菲涅耳透镜阵列对1 064nm波长的激光光束进行匀化,均匀度为83%,光束能量利用率为89%.研究结果表明,通过引入随机位相可有效减少干涉带来的影响,提高微透镜阵列对单模高斯光束的匀束效果.     

用圆盘测力计改装成的演示仪器

一、测力计的改装 1.将南京仪器厂出品的圆盘测力计后面保护盖的两端切去,只留下中央三公分宽,并用螺林固定,整个装置如图i所示. 2.用斡厚的族皮制成如图2所示的卡     

双缝衍射光强公式的矢量图解法

图1所示的实验装置中,点光源S位于透镜L1的焦点处,波长为λ的平行光线垂直照射双缝1、2.以衍射角为θ发出的衍射光线汇集于屏幕上的Pθ点.一般教材[1]采用较复杂的积分法推导该点的光强.本文采用直观的矢量图来讨论该问题.     

基于多光束干涉的长程轮廓仪

为提高长程轮廓仪(LTP)面型检测的精度,提出一种使用波面型等光程多光束分束器的LTP。该分束结构可将入射光束分成若干束等光强等光程的相干光。在理论上分析计算了傅里叶变换(FT)透镜焦平面上干涉条纹的位置和强度分布,探究了零级干涉主极大条纹宽度、振幅和±1级干涉主极大条纹振幅与多光束分束器各结构参数之间的关系。通过选取合适的参数设计了基于多光束干涉原理的新型分束器,并与传统分束器进行了仿真实验比较,设计了测量系统中的准直镜和FT透镜,在Zemax软件中建立了完整的光学系统模型,并对该模型进行了实验验证。结果表明多光束干涉长程轮廓仪可以实现对被测表面斜率的测量,其在探测面上的干涉条纹宽度比传统双光束干涉窄,光强也更加集中,可以提高LTP的测量精度。     

差分偏振干涉成像光谱仪Ⅰ.概念原理与操作

本文介绍了一种基于Wollaston棱镜角剪切和Savart偏光镜横向剪切组合的静态、紧凑型、高通量差分偏振干涉成像光谱技术.其显著特点是无运动部件,可同时获取目标正交偏振组分的干涉图和二维空间图像.干涉图经傅里叶变换和图像融合算法可得到正交偏振组分的偏振光谱图像,正交偏振光谱图像之和等效于传统强度光谱图像,正交偏振光谱图像之差称为差分偏振光谱图像.高对比度的差分偏振光谱不仅能刻画目标详细的表面形貌、纹理和结构信息,还可反演弹性散射粒子的尺度、浓度和折射率等信息.文中描述了差分偏振干涉成像光谱仪的原理结构,给出了干涉强度分布规律表达式,分析了完整干涉图和二维空间图像的数据获取模式.利用杨氏干涉模型对光通过Savart偏光镜后形成干涉直条纹的近轴关系进行了深入分析.利用光场衍射理论确定了光谱仪中准直透镜和成像透镜实现紧凑化的结构关系.计算机仿真模拟验证了方案的可行性.为偏振成像光谱仪的发展提供了一种新思路.     

洛埃镜干涉中的一个值得注意的问题

洛埃镜干涉实验装置由平面反射镜MM’、线光源S1、接收屏幕F和挡光板P组成，如图1所示．当入射角很大时，直接入射到接收屏幕的光和由反射镜反射到接收屏上的光相遇，在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹，并且当屏幕水平移到紧贴反射镜的边缘M’时，屏上过M’处是一条平行于线光源的暗纹．由此我们认为当光掠入射时，     

迈克尔逊干涉仪椭圆干涉图样成因分析

迈克尔逊干涉仪的非定域干涉图样通常是明暗相间的同心圆环．点光源产生的非定域干涉，如图1．激光束通过短焦距透镜会聚成一强度很高的点光源．S，S发出的球面波经分光板G1及经平面镜M1和M2反射，     

用激光散斑照相研究高温差自然对流换热

一、测量原理与方法 使用散斑照相测量加热竖板自然对流温度场的实验装置如图1所示。来自He-Ne激光器LS的光束经过聚焦透镜L1,针孔滤波器Al和准直透镜L2后,以一束准直平行光束通过测试段TS。前置放大透镜L_8将测试段成像在毛玻璃GG上。当激光束照射毛玻璃时,被毛玻璃粗糙表面所散射的光束会在空间形成     

光源宽度对光栅分辨本领的影响

光栅的分辨本领定义为其中λ是所考虑波长,δλ是λ附近刚能分辨的两谱线的波长差。一般光学教材都给出了理想点光源或线光源(宽度为零)情况下光栅的理想分辨本领的公式 R=mN(2)其中m是干涉主最大级次,N是光栅刻痕总数。但实用中光源总有一定的宽度,这时光栅的实际分辨本领R'要比R有所下降。探讨R'与R的关系是—个有实际意义的课题。文献[1]中对此给出了公式其中W是所用缝光源宽度,f是准直透镜 L0的焦距(参见图1),D是光栅G的资用长度(设L0的透光孔径能复盖住整个光栅,否则只需把D换成L0透光孔径即可),θ为衍射角。此式当W→0时会导致…     

“透镜成像公式”的推导

在高中<物理>(必修)第二册"透镜成像公式"一节中,课本上直接给出了如图1所示的透镜成像图.