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1、12.3 12.3 干涉条纹的可见度干涉条纹的可见度当两光束满足如下相关条件时，在察看区域内就可以构当两光束满足如下相关条件时，在察看区域内就可以构成干涉图像留意：图像不一定最明晰成干涉图像留意：图像不一定最明晰1两束光波的频率该当一样两束光波的频率该当一样2两束光波在相遇处的振动矢量具有一样方向的部分两束光波在相遇处的振动矢量具有一样方向的部分3两束光波在相遇处应有固定不变的相位差两束光波在相遇处应有固定不变的相位差为了获得明晰度很好的干涉图像，两个光源必需满足为了获得明晰度很好的干涉图像，两个光源必需满足A A、两个光波到达某一点的光程差不能大于两者最小的、两个光波到达某一点的光程差不能大
2、于两者最小的波列长度时间相关性波列长度时间相关性B B、光源大小必需小于临界宽度空间相关性、光源大小必需小于临界宽度空间相关性干涉条纹可见度：表征干涉效应程度干涉条纹可见度：表征干涉效应程度当干涉光强的极小值 Im= 0 时，K = l，双光束 完全相关，图像最明晰；当 IM= Im 时，K = 0，双光束完全不相关，无 干涉图像；当 IM Im 0 时，0 K 1，双光束部分相 干，图像明晰度介于上面两种情况之间。1. 相关光束振幅比的影响相关光束振幅比的影响当当A1=A2时，K = 1；当；当A1A2时，K1。两光波的振幅差越大，两光波的振幅差越大，K越小。越小。设计干涉系干涉系统时，应尽
3、能尽能够使使K=1。2. 光源大小对条纹可见度的影响光源大小对条纹可见度的影响S20q1r2r1SS20 0q qd1r2r12rPxxSS2DR1R2xlSS1d /2S2rr0光光源源宽宽度为度为bb/2LMN0M0N0LI非相关叠加+1L1NyI合成光强Iy合成光强在扩展光源情况下，每个点光源都将经过干涉系统在在扩展光源情况下，每个点光源都将经过干涉系统在干涉场中产生本人的一组干涉条纹，由于各个点光源干涉场中产生本人的一组干涉条纹，由于各个点光源位置不同，它们所产生的干涉条纹最大值之间有位移。位置不同，它们所产生的干涉条纹最大值之间有位移。S20q1r2r1SS20 0q qd1r2r1
4、2rPxxSS2DR1R2xlS假假设是以是以 S S 为中心的光中心的光强均匀的均匀的扩展光源由展光源由许多无多无穷小的小的, ,强度一度一样，宽度度为dxdx的元光源的元光源组成。每一个元光源成。每一个元光源经过两个小两个小孔的光孔的光强度一度一样干涉孔径角：到达干涉场某点干涉孔径角：到达干涉场某点P的两条相关光束从实的两条相关光束从实践光源发出时的夹角践光源发出时的夹角扩展光源干涉条纹可见度为扩展光源干涉条纹可见度为2b随着随着 b b 的增大，可见度的增大，可见度 K K 将经过一系列极大值将经过一系列极大值和零值后逐渐趋于零。和零值后逐渐趋于零。当当 b = 0 b = 0、光源为点
5、光源时，、光源为点光源时，V = 1V = 1；当当 0 b 0 b / / 时，时，0 V 10 V 1；当当 b = b = / / 时，时，V = 0V = 0。光源的临界宽度；第一个光源的临界宽度；第一个K=0K=0时对应的扩展光源大小时对应的扩展光源大小这是求解干涉系统中光源的临近宽度的普遍公式这是求解干涉系统中光源的临近宽度的普遍公式光源的允许宽度：实践任务中，为了获得明晰的干涉条光源的允许宽度：实践任务中，为了获得明晰的干涉条纹，通常使光源宽度不超越临界宽度的纹，通常使光源宽度不超越临界宽度的1/41/4，此时的可，此时的可见度不小于见度不小于0.90.9。光源的临界宽度与干涉孔
6、径角成反比光源的临界宽度与干涉孔径角成反比光的空间相关性光的空间相关性有光源的临界宽度可知，对于给定的光源尺寸，其干有光源的临界宽度可知，对于给定的光源尺寸，其干涉孔径角就限制了一个相关空间涉孔径角就限制了一个相关空间lbc当当 b b 和和 给定时，凡是在该孔径角以外的两点给定时，凡是在该孔径角以外的两点( (如如S1S1 和和S2S2 ) )都是不相关的；在孔径角以内的两点都是不相关的；在孔径角以内的两点( (如如S1S1 和和 S2 S2) )都具有一定程度的相关性；在孔径角都具有一定程度的相关性；在孔径角边缘的两点边缘的两点S1S1和和S2S2恰益处于相关和不相关位置上恰益处于相关和不
7、相关位置上横向相关宽度：对一定的光源宽度横向相关宽度：对一定的光源宽度 b b，光经过，光经过 Sl Sl 和和 S2 S2 恰好不发生干涉时所对应的这两点的间隔恰好不发生干涉时所对应的这两点的间隔lbcd2.光源非单色性对条纹可见度的影响光源非单色性对条纹可见度的影响S20q1r2r1SS20 0q qd1r2r12rPxxSS2DR1R2xlS0I假设波数宽为假设波数宽为 k k 的光源由无数个强度一样，宽度为的光源由无数个强度一样，宽度为dk dk 的元波数光源组成。的元波数光源组成。0IkI0k0k0-k/2k0+k/2干涉场总强度分布的条纹可见度随着干涉光束间光干涉场总强度分布的条纹
8、可见度随着干涉光束间光程差的增大而下降，最后降为零。程差的增大而下降，最后降为零。0K12/当当k = 0k = 0，光源，光源为单色光源色光源时，K = 1K = 1；当当0 k 20 k 2/时，0 K10 K1；当；当k = 2k = 2/时，K= K= 0 0。相关长度：当相关长度：当K = 0K = 0时，干涉光束间可以发生干涉的最时，干涉光束间可以发生干涉的最大光程差。大光程差。光源的光谱宽度愈宽，光源的光谱宽度愈宽， 愈大，相关长度愈大，相关长度 max max 愈小。愈小。S1S2Sc1c2b1b2a1a2P不能干涉 只需同一波列分成的两部分，经过不同的路程再相遇时，才干发生干涉。SS1S2c1c2b1b2a1a2 P能干涉 和 经过不同的路程能再相遇，能干涉 和 经过不同的路程不能再相遇，不能干涉相关时间：光经过相关长度所需的时间，其定义为相关时间：光经过相关长度所需的时间，其定义为相关时间反映了同一光源在不同时辰发出光的干涉特相关时间反映了同一光源在不同时辰发出光的干涉特性，凡是在相关时间内不同时辰发出的光，均可以产性，凡是在相关时间内不同时辰发出的光，均可以产生干涉，而在大于期间发出的光不能干涉生干涉，而在大于期间发出的光不能干涉. .光的时间相关性光的时间相关性v 频率带宽愈小(单色性愈好)，相关时间愈大，光的时间相关性愈好。这就是激光具有很好相关性的缘由
