基于光束的相干特性拓展双缝实验教学实验内容

对部分相干光束的双缝实验干涉条纹进行了研究。利用转动的毛玻璃以及两个透镜构成了一个简单的产生部分相干光束的光学系统,通过调整毛玻璃与两个透镜的共焦点之间的距离,可以定量地控制光束的相干性。对不同相干性的光束经过双缝干涉之后的光强进行了实验观测,发现光束的相干性会对双缝干涉条纹的衬比度产生影响,光束的相干性越低,条纹衬比度也越小。并对实验结果进行了理论模拟,理论数值模拟的结果与实验观测结果基本一致。     

杨氏双缝干涉实验中的光谱奇异现象

基于部分相干光的传输理论,研究了杨氏双缝干涉实验中的光谱奇异现象。发现在杨氏双缝干涉实验干涉场区中的某个点的光谱奇异现象,它会随着某些参量(如源光谱宽度Γ′,缝宽参量ε,相对空间相干度Δ0)的变化而改变,指出该现象可应用于信息的编码及自由空间的信息传输。     

杨氏双缝干涉实验的光谱变化

从理论和实验上研究了当部分相干光照射在双缝上时,杨氏双缝干涉实验干涉场中的光谱变化.指出干涉场中的归一化光谱在某些空间点处出现了蓝移,在另外一些空间点处出现了红移,而在这些空间点的中间,光谱分裂为等值的两条,出现了光谱开关现象.发现当观察点从轴上向轴外移动的过程中,在很多空间观察点处都出现了光谱开关现象.此外,研究结果还表明光谱相干度将对光谱的移动和光谱开关现象产生重要的影响.     

部分相干电磁光束在杨氏双缝实验中的偏振特性

推导了部分相干电磁光束经过杨氏双缝干涉后偏振度的表达式,研究了干涉光场偏振度的变化情况.结果表明,干涉光场偏振度不仅取决于双缝处的偏振度、相干长度,而且还取决于杨氏双缝缝宽.当所有相干长度都相等时,干涉光场偏振度不再发生变化,其值就等于双缝处的偏振度.着重分析了系统中交叉谱密度矩阵系数Bxy=Byx≠0的情况,并将结果与Bxy=Byx=0时作了比较.     

部分相干无衍射光束经环形孔径的传输特性

理论上利用高斯谢尔模型和交叉谱密度的传播公式得到部分相干Bessel光束经过环形孔径的光强表达式.通过Mathcad软件数值模拟光强表达式,得到在不同传播距离的截面光斑图,结果表明部分相干Bessel光束在经过环形孔径后会产生空心光束.实验中以绿光LED为光源,经轴棱锥聚焦得到部分相干Bessel光束,在其无衍射距离内放置环形孔径.使用体视显微镜照相系统拍摄部分相干Bessel光束经过环形孔径的衍射光斑图,得到的结果与模拟结果吻合.     

微波分光仪上双缝干涉实验中参数的选取

双缝干涉和双缝衍射其本质都是相干波的迭加,干涉和衍射没有严格的固定分界线。实验中为充分体现双缝干涉特征及规律,应恰当地选择和设定实验参数,并对双缝干涉的实验结果与杨氏双缝干涉及双缝衍射的结果进行对比讨论     

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.