4.3光场的空间相干性 ●空间相干性概念 反映空间相干性的反比律公式 相干面积●太阳光在地球上的相干面积 迈克耳孙的星体干涉仪 ●空间相干性概念 ▲问题的提出 aA…o…B) 考察照明空间中横向 两个点一两个次波源SS 相关性 图4.10扩展光源照明下 两点源光扰动的内部构成 S点的总扰动 U(t)={u4+…+uo+…l ∑u{t) 2点的总扰动 U2()=(u4+…+lb+.l) =2u(t) 可见,其中含 完全相干成份,u1与l1,u与v, 完全非相干成份,l41与u,u ▲总效果既非完全相干,又非完全不相干而是“部分相干”, 虽然光源是宄全非相干光源 216
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▲或者说 光在传播过程中 其相干程度将有变化 观测 一一一 黑箱 S (P) 图411千涉场衬比度反映两点源的相干程度 S、S)相干程度一y值 即作双孔干涉实验, 由观察屏上光强分布的衬比度y值, 作为S、S2相干度的一种度量
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●反映光场空间相干性的反比律公式 ▲直接利用上节结果 当光源线度b给定, 则双孔的极限宽度d R入 即b R 引入角量△On=n,极限角范围, R 或相干孔径角 于是 A b·△6≈ ▲其意义是(1)实际双孔对光源中心的张角 △≈△,则y≈0; △0<△,则y>0,部分相干 (2)光源线度b,则△B个 (3)由反比律而规划了一个角范围 若(SS2处于△6之外,则y≈0,它俩几乎不相干 若(SS处于△之内,则y>0,它俩部分相干; 若⑧SS2)处于△B内部越深则γ值越高相干性越好. -218
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▲几何图像 △6o △62 图412空间相干性反比公式的几何图像 双孔张角:△62<△6K△6 部分相干度:y2>y2>0 ▲其实上节得到的 sinhoo,可以被改写为 「{b sin△6 △6 y 0,与反比公式配套, 6 其物理惫义更为鲜明 219
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●相干面积 R 图413面光源照明空间中的相干面积△S 由b·△B≈A,得△On≈A 距离R远近的面积圆锥底面) △S≈n(R·△6n2 △b,相干面积 ●太阳,圆盘光源,作双孔干涉实验 求最大间距d(在地球上) 已知太阳对地面上观测者所张角度 △6′0≈30′≈102rad, 由d·△B′o≈A,有 0.55um △θ′0 55μm, 这表明,若开孔间距d≈301m(一根发丝粗细作干 涉实验,可以获得y≈05的干涉条纹相应的相干面积 △S0≈d2≈3×1037mm2 220
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