2015-01-30
958
6.4.3.1 Просветление оптики.
Явление интерференции света применяется для улучшения качества оптических приборов (просветление оптики и получения высокоотражающих покрытий). Прохождение света через каждую преломляющую поверхность линзы, например через границу стекло – воздух, сопровождается отражением» 4% падающего потока (при показателе преломления стекла» 1,5). В современных объективах число поверхностей велико и велики потери на отражение. Кроме того, отражение от поверхностей линз приводит к возникновению бликов, что часто демаскирует положение прибора. Для устранения этого недостатка осуществляется просветление оптики. На свободные поверхности линзы наносятся тонкие пленки с показателем преломления, меньшим, чем у материала линзы. При отражении света от границ раздела воздух – пленка и пленка – стекло возникает интерференция когерентных лучей. Толщину пленки d и показатели преломления стекла nс и пленки n можно подобрать так, что волны, отраженные от обеих поверхностей пленки, гасили друг друга. Для этого их амплитуды должны быть равны, а разность хода равна (2 m +1) l 0/2. Т.к. nс, n и показатель преломления воздуха n0 удовлетворяют условию nc> n> n0, то потеря полуволны происходит на обеих поверхностях и при I = 0 условие минимума имеет вид:
2 nd = (2 m +1) l0 /2,
где nd – оптическая толщина пленки. Обычно принимают m = 0, тогда
nd = l0/4.
Так как добиться одновременного гашения для всех длин волн невозможно, то это обычно делается для наиболее восприимчивой глазом волны l0 = 0,55 мкм.
6.4.3.2 Многолучевая интерференция.
На основе многолучевой интерференции (рисунок 36) стало возможным создание высоко отражающих покрытий. Многолучевая интерференция возникает при наложении большого числа когерентных световых пучков. Амплитуда световых колебаний одинаковой амплитуды в максимумах интенсивности, где сложение происходит в одинаковой фазе, в N раз больше, а интенсивность в N2 раз больше, чем от одного пучка (N – число интерферирующих пучков). Многолучевую интерференцию можно осуществить в многослойной системе чередующихся пленок с разными показателями преломления (но с одинаковой оптической толщиной = l0/4). На границе раздела пленок (между двумя слоями ZnS с большим показателем преломления n1 находится пленка криолита с меньшим показателем преломления n2) возникает большое число интерферирующих лучей, которые при оптической толщине пленки l0/4 будут взаимно усиливаться, т.е. коэффициент отражения возрастает (рис.36).
Характерной особенностью такой высоко отражающей системы является то, что она действует в очень узкой спектральной области, причем, чем выше коэффициент отражения, тем уже эта область. Система из семи пленок дает коэффициент отражения» 96% и коэффициент поглощения < 0,5%. Подобные отражатели используются в лазерной технике.
6.4.3.3 Интерферометр Майкельсона.
Упрощенная схема интерферометра Майкельсона приведена на рисунке 37. Монохроматический свет падает под углом 450 на плоскопараллельную пластинку Р1. Сторона пластинки, удаленная от S, посеребренная и полупрозрачная, разделяет луч на две части: луч 1 (отражается от посеребренного слоя и луч 2 (проходит сквозь него). Луч 1 отражается от зеркала М1 и, возвращаясь обратно, вновь проходит через пластинку Р1. Луч 2 идет к зеркалу М2, отражается от него, возвращается обратно и отражается от пластинки Р1. Так как первый из лучей проходит сквозь пластинку Р1 дважды, то для возникающей разности хода на пути второго луча ставится пластинка Р2 (точно такая же как Р1, но не покрытая серебром). Лучи 1’ и 2’ когерентны и будут интерферировать
. При перемещении одного из лучей на l0/4 разность хода обоих лучей увеличится на l0/2 и произойдет смена освещенности зрительного поля. По незначительному смещению интерференционной картины можно судить о малом перемещении одного из зеркал и использовать интерферометр Майкельсона для точного (порядка 10-7 м) измерения длин, т.к. перемещение одного из зеркал на Dх связано со смещением интерференционной картины на N полос соотношением
ЛЕКЦИЯ 6
