注意到 (U2()=1A2=I1, (U2(1)=A2=12 故干涉项△I=〈2UU2)=AA2cos8, COS *当“同频、同振动方向”得以保证,便可采用复振幅表示双 光束相干强度公式 据U)=U和)+U2p) 有)=U+U2)(U1+U2* 或l)=I)+1p)+2Vl2· cisSp) 或l印)=U,U*+U2U2*+U,U2*+U,*U2, 或)=|01+|02|+2Ret2* 它们各有用场 (3)若两列波,其交叠区中场点的相位差是不稳定的,则必 然出现一幅不稳定的干涉图样。即cc之三,为获得稳 定的干涉场,必须保证场点有稳定的相位差
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3.干涉场的衬比度 r(8) I() AAA Y=0.25 图2.19干涉场强度起伏程度由衬比度描述 衬比度y-1+m 干涉极大值 其中,1n=1+12+2V,当8=2k丌; 干涉极小值 Lm=1+l2-2Vm2,当8=(2k+1 h=0.±1.±2 *衬比度γ值决定于双光束的振幅比, 考虑到(ln-1m)=4V2, (lM+1m=2(l1+l2) 于是 =2y2 2AA 1+1)A12+A2 简明之y=,A)2A=1,y=1 例如 A A A 212 0.6; A A A 1=10,y=0.2 注意:这里是指“同方向光扰动”之振幅比。 A
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*γ值的范围, O≤y≤1。 ●改写双光束相干强度公式 印p)=l1+ ycosd(p) 其中,D=团1+l2,是双光束光强的非相干叠加值,仅作 为一个系数而陪立。相干叠加的后果体现在“交流项” y cosS) 而系数γ值反映了相干程度。须知 y值是个可观测量。 ●为提高干涉场γ值,引出两个关于相干的补充条件 (1)参与叠加的两束相干光的振幅比尽可能地接近1。 (2)参与叠加的两束相干光的传播方向之夹角,尽可能地 减少。(参见书P50-51页) 结论是,当两束自然光其光强相等而传播方向之夹角 为α,则这干涉场的衬比度为 y=b(1+cosa) 比如,当α≈25°,则y≈0.95 78
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4.线性光学系统 wv/·P 输入 输出 图2.20光学系统框架图 光学系统——线性系统 (当波叠加原理成立) 实现“变换”——光学成象系统,或 光学信息处理系统, 非相干系统,即Q,Q2,…Q为非相干光源, P)=∑L1P,“光强线性系统”。 相干系统,即Q,Q2,…Q为相干光源, i(p)=∑0p“复振幅线性系统”, 显然 (P=UU=∑U1·∑U1* ∑1()
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2.6杨氏干涉实验 1.光波叠加的特殊性 ●实验现象 ●准单色光源—发光的断续性 ●相位随机波与振幅随机波 关注四个时间量级,T、T、τ、△t 2.杨氏干涉实验 ●杨氏双孔干涉装置&数量级 ●场点相位差稳定性被满足 D入 ●干涉条纹间距公式△x=d ●杨氏双缝干涉装置 杨氏实验的重要意义(经典意义、现代意义) homas youn 80
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