薄膜干涉的附加光程差和条纹特点_论文

第2 8卷 第 4期  新 乡学 院 学报 : 自然科 学 版  J ur l o na  ofX i i n   nx a g Uni e st v riy:Naur lSce eEd to   t a  inc   ii n 2 1 年 8月 01   Au 2 1 g. 01  、o . 8 NO 4 , 12   .  薄膜 干涉的附加光程差和 条纹特 点  谢 谦  ( 洛 学院 物理 与 电子信 息 工程 系,陕 西 商洛 760   商 2 0 0) 摘 要 :用菲 涅 尔公 式 简便地推 导 了薄膜 干 涉的 附加 光程 差 ,并 总结 出了记 忆 方法 ;在 此基础 上 ,推 导 和  讨论 了等倾 干 涉条纹 的特 点 。   关键词 : 薄膜干 涉 ;附加光程 差 ;干 涉条纹 ;等倾 干 涉条纹特 点  中图 分 类号 :04 44 l 8 .   文 献标 志 码 :A  文 章编 号 :   TheO p i a   s  fe e c   n  h   h r c e itc     tc l Pa sDif r n ea d t e C a a t r si s o  i I tre e c  tie f l n e fr n eS rp   F m  XI   a   E 0in ( e at n f h s s n  lcrncIfr t nE gn eig S a gu  ies y S a gu 2 0 0 C ia  D pr me t   y i   dEet i nomai   n ier , h n loUnv ri , h n lo7 6 0 , hn ) oP ca o   o n t Ab t a t sr c:W ed d c dt eOPD o   l itree c  y F e n l o mu asmpl, n  u   e u e  h     ff m  ef rn eb   r s e  r l i y a d s mme  p me r  to   i n f d u   mo ymeh d. Ba e   1 t   s l . h   h r c e it so   e io l a n e f r n e srp   a e a s   e n d s u s d   s d 0 7 her u t t e c a a tr si   f h  s c i l t re e e  ti eh v   l o b e   i c s e . 1   e s c t n i Ke  wo d : fl y r s i m i t re e c ; o t a p s  d fe e c ; i t r e e c  srp ; c a a t rsi s f t e s c i a  ne fr n e p i l a s if r n e n e f r n e ti e h r c e itc  o   h  io l l c n i t re e c  ti e n e f r n e srp   O 引言    薄膜 等倾 干涉是 光学 的重要 内容之 一 ,在 薄膜 干涉 中 ,往 往存在 附加 光成 差 ,教 材一 般 只对 干涉 条纹  的特 点给 出定 性的结 论  。实 际上 ,可 根据 菲涅 尔公式 ,从 半 波损失 的角度 ,较 简单地 判断 出是 否存 在附  ” 加光成 差 。另外 ,对干 涉条纹 也可 以通过 简单 的数 学推导 给 出结果 ,本 文就讨论 这两 个 问题 。   l 等 倾 干 涉 的 附 加 光 程 差  设 薄膜 折射 率 为 n ,薄 膜上方 介 质折 射率 为 n ,其 下方 介质 折 射      率为  ,即 E _ h k自下的折 射率分 别 为 n 、 n 。  、n ,如 图 1 , 所示 。   () n >n >n 或 n <, <, 时 。前 者 由于入射 光线 由光 密介质 射  1当 l 2 3   2 2   3 入 光疏 介质并 在界 面上产 生反射 。 根据 菲 涅尔对 半波 损失 的解 释 , 上  界 面 的反射无 半 波损失 ;在下 界面上 ,由于 n >n ,光线也 是 由光密 介      . {   ’   ‘   质 入 疏 质 在 界 上 生 射 故 无 波 失; 的   射 光 介 并 下 面 产 反 的, 也 半 损 总 过 . “   1 辛 理  _原 图 涉 程无半 波损 失 。所 以,当 l   > 时 无半 波损失 ,即 由上 表面 出射 的  Fg 1 > 2  i   以 ,在 n<厅 <n 的条 件下 ,附加 光程差 也 为零 。 。   3   Prn p1  il  n e f r nc   i ci eoff m i t r e e e 两束相 干光 的附加 光程差  =0 。对 于后者 ,上 、下界 面反射均 存 在半波 损失  2,两者 刚好相互 抵 消 ,所  () l   >n或  >n < 。前 者光线 在上 界 面反射存 在半 波损 失 ,而在 下界 面反射 时无半 波损 失 ,所  2 n< 3 ,  以 ,由上 界 面出射 的两柬 相干光 的 附加光 程差  : 2;同理 后者 也有 附加光 程差  : 2。       由() 2可得结 论 :当薄膜 上下 介质 的折射 率( 1、() 包括 薄膜 的折射 率) 由上到 下的顺 序依 次增大 或减小  按 时 ,即介质折射率为 “ 一顺顺”时 ,无附加光程差,否则有附加光程差 x2   1。 2 等 倾 干 涉 条 纹 特 点 讨 论  () 涉条纹 的形状 是 明暗相 问的 同心 网环 ,如 图() 示 。先考虑 扩展 光源 上一点  的情形 ,从  发 出  1干 2所 收 稿 日期 :2 1. 6

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