1. 干涉截止滤光片特性参数
n为薄膜的折射率;d为入射点的薄膜厚度;θt为薄膜内的折射角;+λ/2为由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个是光疏-光密界面,另一是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差。
薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。
2. 干涉滤光片检定规程
薄膜干涉的光程差公式:L=λ/(2n*sinθ)。
光程差包括三个因素,路程差、介质和半波损。薄膜干涉,两条光线分别在上下表面发生发射,路程差就是薄膜厚度2倍,即2e,再乘以折射率再加上半波损,就是2ne+半波长。薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。
作用
暗纹对应不同的倾角,这种干涉称做等倾干涉,等倾干涉一般采用扩展光源,并通过透镜观察。
利用薄膜干涉还可以制造增透膜。在照相机、放映机的透镜表面上涂上一层透明薄膜,能够减少光的反射,增加光的透射,这种薄膜叫做增透膜。平常在照相机镜头上有一层反射呈蓝紫色的膜就是增透膜。同理如果增加光的反射成为增反膜,用于汽车玻璃贴膜等。
3. 标准干涉滤光片
薄膜干涉的光程差公式:式中n为薄膜的折射率;d为入射点的薄膜厚度;θt为薄膜内的折射角;+λ/2为由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个是光疏-光密界面,另一是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差。薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。光同时具备以下四个重要特征:
1、在几何光学中,光以直线传播。笔直的“光柱”和太阳“光线”都说明了这一点。
2、在波动光学中,光以波的形式传播。光就像水面上的水波一样,不同波长的光呈现不同的颜色。
3、光速极快。在真空中为3.0×10⁸m/s,在空气中的速度要慢些。在折射率更大的介质中,譬如在水中或玻璃中,传播速度还要慢些。
4、在量子光学中,光的能量是量子化的,构成光的量子(基本微粒),称其为“光量子”,简称光子,因此能引起胶片感光乳剂等物质的化学变化。光线越强所含的光子越多。
4. 干涉滤光片带宽
基本条件:
(1)信号光与本振光必须具有相同的模式结构,这意味着所用激光器应该单频基模运转。
(2)信号光和本振光在光混频面上必须相互重合,为了提供最大的信噪比,它们的光斑直径最好相等。因为不重合的部分对中频信号无贡献,只贡献噪声。
(3)信号光和本振光的能流矢量必须尽可能的保持一致,即两光波必须保持空间上的角准直。
(4)本振光和信号光在一定允许的角误差情况下,二者要尽可能保持垂直入射到探测器的光敏面上。
(5)在角准直情况下,信号光和本振光的波前还必须匹配。
(6)信号光与本振光必须同偏振,因为在光混频面上它们是矢量叠加。
特点:
(1)光外差探测有利于微弱信号的探测,灵敏度比直接探测提高了几个数量级。在一定条件下,只要本振光足够强,即使信号光功率很小,仍然可以得到所需的中频输出电流。
(2)转换增益高。从物理过程的观点来看,直接探测是光功率包络检波过程;而外差探测是把信号光频率转换成差频进行探测,这种转换过程是本振光的作用,它使光外差探测天然地具有一种“转换增益”。
(3)具有良好的滤波功能。在直接探测中,为了抑制杂散背景光的干扰,都需要在探测器前加置窄带滤光片。在相干探测中,只有那些与本振光混频后仍在中频带宽之内的杂光才能进入检测系统,其他杂光噪声被滤掉。而且,背景光、杂散光与信号光、本振光不相干不会产生相干叠加项。
(4)具有良好的空间和偏振鉴别能力。信号光和本振光必须沿同一方向射向光电探测器,而且要保持相同的偏振方向,这意味着光外差探测本身就具备了对探测光方向的高度鉴别能力和对探测光偏振方向的鉴别能力。
(5)在适当选取本振光功率的情况下,可以获得较高的信噪比。
5. 干涉滤光片原理
在用双缝干涉测光的波长实验中滤光片的位置到单缝的距离为10厘米,目的是使白光通过滤光片时具有很好的平行度和一定的强度,保证干涉条纹清晰、稳定。