ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Многолучевая интерферометрия. Интерферометр Фабри-Перо из "Волновая оптика " Переходя к описанию многолучевых интерферометров, ограничимся элементарной теорией интерферометра Фабри—Перо. Это, пожалуй, самый простой и вмести с. тем весьма эффективный прибор такого типа. В дальнейшем кратко рлссказа)10 о возможных применениях интерферометра Фабри —Перо, а сейчас обратимся к выводу основнь х соотношений. [c.238] Исследуем интерференцию многих световых пучков, возникающую при прохождении плоской монохроматической волны через плоскопараллельную диэлектрическую пластинку с толщиной / и показателем преломления п (рис. 5.52). Показатель преломления среды вне пластинки обозначим я. [c.238] В большинстве случаев можно считать, что исследуемая диэлектрическая пластинка окружена воздухом, т.е. п = 1. При расчете суммарной амплитуды прошедшей волны ( 20) учтем изменение амплитуды и разность фазы между двумя соседними пучками. [c.238] При каждом прохождении через границу двух диэлектриков амплитуда волны изменяется в т раз, а при каждом отражении от такой границы она изменяется в р раз. Следовательно, амплитуды вышедших из пластинки ноли равны оо оо- Р и т. д. (рис. 5.52). [c.239] Это соотношение называют формулой Эйри. Исследуем ее. [c.239] Интенсивность максимальна, если зт(б/2) = sin(mTi) = О, где т — целое число. Интенсивность минимальна при sin(6/2) = 1, что следует также из анализа формулы (5.61). [c.240] Анализ формулы Эйри приводит к следующим выводам график зависимости изменения /.р//пад (рис. 5.53) имеет вид системы максимумов, форма которых при достаточно больших ji существенно отличается от хорошо известной кривой вида os 8 [см. (5.12)], описывающей освещенность экрана, обусловленную интерференцией двух элеи тромагнитнь1Х волн. [c.240] Так же как и функция видимости, резкость F, характеризу ющая форму контура интерференционной полосы, полностью определяется коэффициентом отражения Я При Я — 1 имеем F — 00. Если Я 0,9 (такое значение Я для зеркал часто используют в реальных интерферометрах), то резкость F оказывается немногим меньше 30 (рис. 5.66). Это значит, что расстояние между двумя соседними максимумами примерно в 30 раз больше ширины каждого из них. [c.241] Вьпле указывалось, что в проходящем свете узкие максимумы разделены широкими минимумами. Соотношение (5.72) показывает, что в отраженном свете широкие максимумы разделены узкими минимумами. Как и следовало ожидать, интерференционные картины в проходящем и отраженном свете оказываются дополнительными. [c.243] Этот результат (дополнительность картин в проходящем и отраженном свете) справедлив при выполнении условия (5.57), т.е. при отсутствии поглощения в отражающих слоях. Таким образом, изложенная теория, безусловно, применима к тому случаю, когда в качестве отражающих слоев интерферометра используются многослойные диэлектрические покрытия, поглощение в которых пренебрежимо мало (см. 5.5). [c.243] Заметим, что высоко отражающие многослойные диэлектрические покрытия получили широкое распространение лишь 20—30 лет назад. До этого времени в интерферометрах Фабри — Перо использовались полупрозрачные металлические зеркала. По некоторым причинам их применяют и по сей день. [c.243] В проходящем через интерферометр свете распределение интенсивности близко к тому, которое получается для интерферометра с непоглощающими слоями, хотя значение / акс оказывается меньше, чем при отсутствии поглощения. Простой расчет показывает, что в таких устройствах относительно небольшое поглощение света отражающими слоями приводит к существенному изменению пропускания. [c.243] В проведенном рассмотрении учитывалось лишь поглощение радиации отражающими слоями и не принималось во внимание поглощение света в среде между зеркалами. Можно показать, что наличие такого поглощения не только уменьшает максимальную интенсивность прошедшего света (/микс), но и приводит к ухудшению резкости интерференпиоимой картины. [c.244] Для получения высокого качества иы терференционной картины (высокой г ы решающей силы см. 6.6) необходимо использовать отражающие поверхности, обработанные с большой точностью. Обыч ным является требование /./20, а в неко чорых случаях /оО. [c.245] Следовательно, чем больше расстояние между отражающими слоями, тем выше порядок интерференции а центре интерференционной картины. Так, например, т - 20 ООО при I == 0,5 см (для видимого света 5 10 см) и т - 200 ООО при / = 5 см. [c.246] Отсюда с [едует, что чем больше /, тем меньше (5 р, т.е. тем уже интерференционные полосы. В 6.7 показано, что с увеличением порядка интерференции возрастает разрешающая сила и поэтому вьп одно использовать толстые интерферометры, т. е. работать на высоких порядках интерференции. [c.246] На рис. 5.58 представлен образец такой интер( ]ерограмм . полученной в ранних работах М. П. Чайки. [c.248] Вернуться к основной статье