光的干涉在技术中的应用,薄膜干涉

光的干涉在技术中的应用

光的干涉在技术上的应用：

1、利用光的干涉检查平整度

取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹，如图甲所示。

如果被检表面是平的，那么空气层厚度相同的各点就位于一条直线上，产生的干涉条纹就是平行的（如图乙）；如果观察到的干涉条纹如图丙所示，A、B处的凹凸情况可以这样分析：由丙图知，P、Q两点位于同一条亮纹上，故甲图中与P、Q对应的位置空气层厚度相同。由于Q位于P的右方（即远离楔尖），如果被检表面是平的，Q处厚度应该比P处大，所以，只有当A处凹陷时才能使P与Q处深度相同。同理可以判断与M对应的B处为凸起。

2、增透膜

由于“增透”只使两反射光相消，一定的d只能使一定的波长的光相消，我们常见的涂有增透膜的光学元件，是在自然光条件下增透，通常控制增透膜的厚度，使它对黄、绿光满足“增透”，而其他色光（红、橙、蓝、靛、紫）不能满足“增透”。因此从入射光方向看上去呈现其他色光形成的淡紫色。

薄膜干涉

薄膜干涉：

光照射到薄膜上，被膜的前、后表面反射的两列光形成相干光

①劈形薄膜厚度均匀变化时，干涉条纹是与劈棱平行的明暗相间的直条纹，相邻条纹间距相等。

②某处两反射光相遇时的路程差为该处薄膜厚度的2倍，即。

③观察薄膜干涉时观察者与光源应在薄膜的同侧。

④白光发生薄膜干涉时形成的是彩色条纹

干涉法检查平整度中凹凸情况的两种判定方法：

1．基本方法

如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。如果被检查平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下去，则对应亮纹(或暗纹)提前出现，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示。(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的位置顺序上)

2．旋转法

这是一种方便快捷地判定被检查平面上是凸起还是凹陷的经验性方法，而不是能从定理或定律推导得出的理论结果。具体方法是将干涉图样及装置一起在纸面内旋转90。。旋转方向是使装置的劈形空气膜劈尖向下，即装置成“V”字形。如在图甲中需逆时针转过90。，此时干涉条纹成水平状态，其上条纹弯曲处的凸起与凹下情况与被检查平面凸、凹情况一致。如在图中，逆时针旋过90。后，乙图中条纹凹陷，丙图中条纹凸起，说明对应于乙图的被检查平面上有凹下的地方，对应于丙图的有凸起处。

牛顿环：

凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径。把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入(如图)，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相问的圆环状条纹。这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫做牛顿环，它是由两个玻璃表面之间的空气膜发生的薄膜干涉造成的。

在一平玻璃板上放一曲率半径很大的平凸透镜，如图所示，凸球面与平玻璃接触并构成尖劈形空气薄膜。当平行单色光垂直入射时，显示的一组等厚条纹是以接触点O为圆心的同心圆环，就是牛顿环。其亮、暗条纹的半径分别为

亮条纹：

暗条纹：

式中j为干涉级数，λ为波长，R为透镜的曲率半径。光从光疏介质射到光密介质界面发生反射时存在半波损失，故反射光所产生的牛顿环条纹的中心处是一暗点。对于透射光所产生的牛顿环条纹的中心是一亮点。牛顿环所产生的干涉条纹的规律是越靠近中心，条纹的级越低，条纹的宽度越宽。这一点可用劈尖干涉的结论来理解。如图，靠近中心处劈尖顶角

减小，增大。

利用牛顿环可以精确检测光学元件表面的精确度．可精密地测定压力或长度的微小变化。