Интерференция в пластинах

СХЕМЫ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ В ПЛАСТИНАХ [c.150]

В большинстве схем интерферометров интерференционные явления приводятся к случаям интерференции в пластинах. Поверхности пластин могут быть плоскими, сферическими, цилиндрическими и т. д. Практически отклонения от идеальной формы и качество поверхностей зависят от технологии нх изготовления. Интерференционная картина, наблюдаемая в пластинах, зависит от формы п качества их поверхностей, однородности материала по по- [c.150]

МНОГОЛУЧЕВАЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ В ПЛАСТИНЕ И КЛИНЕ [c.164]

Рис. 112. Многолучевая интерференция в пластине

МНОГОЛУЧЕВАЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ В ПЛАСТИНЕ И КЛИНЕ ]67 После преобразований получим [c.167]

ОСНОВЫ МНОГОЛУЧЕВОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ В ПЛАСТИНАХ [c.136]

При рассмотрении интерференции в пластинах (см. рис. И 1.8— П1.10) учитывались только два отраженных луча. Это упрощение практически справедливо в случае, если поверхности и Яа не имеют специальных зеркальных покрытий. Если же такие [c.136]

Наибольший интерес представляют собой случаи локализации интерференционных полос на поверхности какой-либо пластинки, используемой для создания разности хода (полосы равной толщины), и локализация их в бесконечности (полосы равного наклона). Удобно начать изучение этих явлений с исследования интерференции в тонких пластинах при освещении протяженными источниками света, которую часто называют цветами тонких пластин. Все наблюдали чрезвычайно красивые цвета тонких пленок (например, пленок нефти на поверхности воды) при освещении их солнечным светом. Рассмотрим физику этих явлений, так как она окажется очень полезной для понимания более сложных процессов, происходящих в интерферометрах, интерференционных фильтрах и других оптических устройствах. [c.210]

Для рассмотренных мод нормальных волн характерны колебания частиц среды, совершаемые в плоскости распространения волны, т. е. в плоскости чертежа на рис. 1.3. Они являются результатом интерференции продольной и поперечной 51/-волн. В пластине возможно также возбуждение мод, обусловленных интерференцией поперечных 5Я-волн и являющихся частным случаем волн Ляна, В общем случае, как отмечалось, волнами Лява называют волны е 5Я-поляризацией, распространяющиеся в пластине, граничащей с другими средами. При отражении от границ пластины волны с 5Я-поляризацией не трансформируются и система дисперсионных кривых аналогична показанной ка рис. 1.4, а. [c.17]

Интерференционные измерения длин в диапазонах 200 мм, 20 м и 1 км осуществляют с помощью гелий-неоновых лазеров, обеспечивающих высокую монохроматичность, малую расходимость лучей и большую интенсивность излучения. В лазерной интерферометрии разрешающая способность в метровом диапазоне может быть до 0,1 мкм, а при специальных измерениях даже до 10"- мкм . Из сказанного выше об интерференции в промежутке между пластинами следует, что если внутренняя поверхность одной из пластин имеет какие-нибудь неровности, то наблюдаемые интерференционные полосы станут изогнутыми и их форма будет соответствовать изгибам профиля поверхности в вертикальном сечении. В частности, если внутренняя поверхность нижней пластины сферическая в пределах диапазона измерений, то интерференционные полосы имеют вид колец. Это позволяет использовать интерференционную картину для измерения малых неровностей поверхности, применяя необходимые увеличения. [c.90]

При рассмотрении интерференции в плоских пластинах до сих пор были приняты во внимание только два луча либо луч, отраженный от первой поверхности, и луч, отраженный от второй поверхности, либо луч, прошедший через пластинку без отражения, и луч, отраженный от второй поверхности, затем от первой и прошедший через пластинку. В действительности в пластинке лучи могут отражаться дважды, трижды, четырежды и т. д. — много раз, особенно, если пластинка достаточно велика и падение луча близко к нормальному. В обычной стеклянной пластинке уже после второго отражения поток энергии настолько слаб, что практически влиянием многократных отражений пренебрегают. Иная картина получается, если поверхности, ограничивающие плоскопараллельную пластинку, обладают высоким коэффициентом отражения. Тогда влияние многократных отражений делается заметным как в проходящем через пластинку свете, так и в отраженном. Причем следует подчеркнуть, что расстояние между полосами и разность хода между соседней парой лучей остаются прежними и только сильно меняется распределение энергии (интенсивность) в интерференционной картине. Если для двухлучевой интерференции это распределение соответствовало обычному закону при суперпозиции дву < волн, т. е. [c.29]

При рассмотрении явлений интерференции в плоскопараллельных пластинах без специальных отражающих покрытий предполагается, что обычно между собой интерферируют лишь два луча, отраженные от первой и второй поверхностей. В действительности каждый Луч расщепляется в пластинке не на два. а на большее число когерентных лучей, образующихся в результате многократных отражений от поверхностей пластинки. [c.13]

Клиновидность пластин. Клиновидность (непараллельность поверхностей) означает изменение толщины пластинки вдоль произвольного направления и характеризуется углом (р между поверхностями. При малых углах 10 рад) можно принять tg с1к/с1х. Изменение толщины может иметь монотонный (неслучайный) и немонотонный (случайный) характер. В первом случае вся пластина является клиновидной, во втором для описания формы пластины необходимо измерять локальную клиновидность по всей поверхности (или в нескольких точках) и находить среднеквадратичное значение. Величина йк/йх, характеризующая случайную клиновидность пластин (с двумя полированными поверхностями) монокристаллического кремния и других полупроводников, весьма мала и лежит в диапазоне 10 -ь10 . Тем не менее, при использовании некоторых методов ЛТ это отклонение от параллельности представляет серьезную проблему. Распределение локального угла между поверхностями по площади пластины является характеристикой, позволяющей оценить как эффекты усреднения интерференции в сечении пучка, так и геометрическую расходимость пучков разных порядков после прохождения сквозь пластину. [c.59]

Учет многократных отражений. До сих пор при анализе интерференции в тонких пленках нами рассматривалась лишь двухлучевая интерференция, возникающая в результате одного отражения от поверхностей пленки (см. рис. 132). Такое приближение дает хорошие результаты и является вполне оправданным, если коэффициент отражения на поверхностях пленки мал. При не очень малых коэффициентах необходимо учитывать многократные отражения и рассматривать интерференцию в тонких пленках и пластинах не как двухлучевую, а как многолучевую. [c.184]

При осуществлении опыта в широком световом пучке результат интерференции в каждой точке экрана наблюдения представляет собой интегральный эффект от всей прослойки прибора. Отсюда и более жесткие требования к прослойке в отношении её однородности по толщине а, следовательно, и более жесткие требования к подложке диффузора в отношении обработки её рабочей поверхности на плоскостность. Поэтому в опытах используют закрепленный в жесткую оправу прибор, диффузор которого изготовлен из пластины зеркального стекла (рис. 1.9). [c.25]

В прозрачной пластине Пл отражение идущего от светоделительной части прибора рассеянного светового пучка происходит на каждой из двух её поверхностей при почти одинаковой интенсивности отраженных пучков. Поэтому в поле зрения окуляра Ок, совмещённом с плоскостью П-П (рис. 1.22), наблюдаются две частично перекрывающиеся интерференционные картины почти одинаковой освещённости. Такое перекрывание можно использовать в измерительных целях, например, посредством достижения определённого результата интерференции в средней точке области перекрывания. [c.43]

Рис. 17.1. Диаграммы, обусловленные интерференцией между излучениями, образуемыми в разных пластинах. Прямые линии соответствуют движению частицы в вакууме, зигзагообразные—в пластинах. Жирные части диаграмм указывают области интегрирования. Штриховые линии соответствуют относительным вероятностям, проинтегрированным по аргументам, указанным у их правых концов

Можно заметить, что принцип работы оптической системы интерферометра Майкельсона в конечном счете сводится к интерференции в одной воздушной пластине. [c.153]

Как ясно из предыдущего, интерференционные картины, которые наблюдаются в интерферометре Майкельсона, можно рассматривать как результат интерференции в некоторой эквивалентной воздушной пластине. Она образуется между зеркалом 2 и изображением зеркала 5 в делителе 3 и может быть плоскопараллельной или клиновидной. Поэтому в интерферометре могут наблюдаться как полосы равного наклона, так и полосы равной толщины в толстых и тонких пластинах. [c.176]

В отличие от интерференционных фильтров ИФП имеет значительно большие расстояния с1 между интерференционными пластинами, во много раз превышающие исследуемую длину волны, вследствие чего этот прибор работает в весьма высоких порядках интерференции. Это следует из условия максимумов, общего для интерференции в плоскопараллельной пластине [c.124]

Рассмотрим явление интерференции в плоскопараллельной пластине при многократных отражениях (рис. П2). Введем обозначения [c.164]

Многолучевая интерференция наблюдается в пластине Люммера— Герке и эталоне Фабри—Перо. На этом явлении основан принцип действия интерференционных светофильтров и светоделителей, получивших широкое распространение. [c.168]

При ПОМОЩИ этого прибора можно наблюдать полосы равной толщины и полосы равного наклона. Входной зрачок I расположен в фокальной плоскости коллиматорного объектива О . Плоскопараллельная полупрозрачная пластина П отражает пучки лучей к зеркалу 3 и пропускает пучки лучей к зеркалу 3 . При наблюдении полос равной толщины (рис. 117, а) зеркало Зз наклоняют. Как видно из схемы, интерференция сводится к случаю интерференции в воздушном клине, плоскостями которого являются зеркало [c.174]

Как уже отмечалось, нормальные волны в пластинах обладают дисперсией. В связи с этим скорость распространения импульса определяется интерференцией всех синусоидальных составляющих спектра импульса, каждая из которых распространяется со своей фазовой скоростью, определяемой ее частотой. [c.158]

Во втором случае пластину перемещают в направлении, перпендикулярном к оси зрительной трубы и ребру клина, и наблюдают за изменением системы колец. Из (111.25) следует, что увеличение (уменьшение) толщины пластины на б/г = Я/2я вызывает приращение разности хода 6А = Я, т. е. вызывает увеличение (уменьшение) порядка интерференции в центре колец на единицу. Таким образом, измерив смещение пластины I, вызывающее появление (исчезновение) в центре одного кольца, рассчитывают угол а по формуле [c.130]

Между пластиной 5 и объективом б возникает интерференция многократно отраженных лучей. Картину интерференции, локализованную на поверхности пластинки, рассматривают в микроскоп (элементы 7, 8, 9). Прибор позволяет наблюдать как полосы равного наклона (прй интерференции в плоскопараллельном слое), так [c.498]

Фиг. 142-30. Интерференция равной толщины. Световой луч 1 разлагается в точке а, часть его отражается, а часть выходит из пластинки в воздушный клиновой промежуток и отражается от плоской пластины в точке Ь обе идущие параллельно части луча интерферируют между собой. У луча 2 путь а — Ь — с больше чем у луча I. Согласно условию интерференции, в зависимост от длины а — Ь— с, наступает усиление или ослабление света.

Назначение двух тол стых пластин состоит в том, чтобы далеко развести лучи ЛВ и СО, что позволяет ставить на пути этих лучей трубки с исследуемыми газами. Разность хода между средними и крайними лучами, а также между самими крайними лучами очень велика, и интерференцию в белом свете от этих лучей получить невозможно. Источником света обычно служит освещаемая вертикальная щель шириной около одного или нескольких миллиметров, прикрываемая матовым стеклом. Невооруженным глазом видны три изображения щели. Самое яркое (справа) дают лучи, дважды отразившиеся от задних посеребренных поверхностей пластин. Среднее, промежуточной яркости образуется лучами ОЕ и О Е. Наименее яркое (слева) соответствует лучам, дважды отразившимся от передних поверхностей пластин. Если фиксировать глаз на сред- [c.236]

Юнг [229] дал объяснение этому явлению, основываясь на своей теории света. Он рассмотрел интерференцию двух световых пучков первый пучок испытывает диффузное рассеяние при входе в стекло, затем зеркально отражается от его задней поверхности и выходит из пластины, преломляясь обычным образом на границе воздух — стекло второй пучок преломляется на границе воздух — стекло, затем зеркально отражается от задней поверхности и испытывает диффузное рассеяние, выходя из пластины. Это явление исследовал также Гершель [113], а его общую теорию первым дал Стокс [208а]. Но лишь в 1953 г. Берч [25] показал, что интерференция в диффузном свете может найти практическое применение в интерферометрии. [c.44]

Пластины (в частности, тонкие полупроводниковые монокристаллы) характеризуются, как правило, некоторыми отклонениями от идеальной плоскопараллельной формы, что обусловлено особенностями процессов резки, шлифовки и полировки пластин, а также сложностью контроля геометрических параметров в ходе технологического процесса (контроль после окончания процесса только фиксирует наличие и степень неидеальности, но повторная обработка пластин с целью устранить эту неидсальность практически никогда не проводится). Различные отклонения от идеальной формы по-разному влияют на результат взаимодействия света с пластиной. Например, при взаимодействии лазерного пучка с пластиной тонкого полупроводникового монокристалла происходит интерференция света, но ее проявление в проходяш,ем и отраженном пучках может соответствовать любой из возможностей, ограниченных предельными случаями (от интерференции в идеальной пластине до вырожденного режима многократных отражений без интерференции). В пределах плош,ади одного кристалла диаметром 75-Ь150 мм иногда проявляется полный спектр возможностей. Поэтому правильность интерпретации результатов лазерного зондирования зависит от знания геометрических свойств пластины. Неучет геометрических особенностей пластин иногда приводит к обнаружению фиктивных микро- и макрообъектов в монокристаллах (например, областей аномального поглош,ения света, волнообразного распределения примесей и т.д.). [c.58]

Длина когерентности лазерного излучения может достигать очень больших значений (многие километры). Поэто с его помощью можно наблюдать картину интерференции в очень толстых пластинах. Ограничения возможности наблюдешм обусловливаются не степенью когерентности, а неоднородностями материала, качеством поверхности пластины и другими аналогичными факторами. [c.183]

Выше уже упоминалось, что ИФП имеет расстояние d между пластинами, во много раз превышающее исследуемую длчну волны. Вследствие этого прибор работает в весьма высоких порядках интерференции. Это следует из условия максимумов, который является общим для интерференции в плоскопараллельном слое Д =.2с osф = fei. [c.205]

Угловая дисперсия по (17.8) не зависит от расстояния между пластинами, а определяется только углом интерференции ф. Это дает возможность использовать сложный интер-ферометр-мультиплекс, представляющий собой последовательность двух ИФП с кратным отношением расстояний между пластинами (см. 18). Важной характеристикой ИФП является величина свободного спектрального интервала А Х — свободная область дисперсии. Эта величина уже фигурировала ранее, когда определяли порядки интерференции, в которых работает прибор. Свободный спектральный интервал определяется одинаковым образом для любой интерференционной системы. Однако для ИФП свободный спектральный интервал можно получить, перемножив величину, обратную угловой дисперсии по (17.8), на угловое расстояние Аф между соседними интерференционными максимумами по (17.7). Тогда [c.125]

Установка состоит из ударной трубы, интерферометра и регистрирующих устройств. Длина камеры низкого (КНД) и высокого давления (КВД) составляет соответственно 4,5 и 0,9 м. Внутреннее сечение канала КНД 72X72 мм. Боковые стенки последней секции были выполнены из плоскопараллельных пластин оптического стекла толщиной 40 мм.. Качество изготовления и монтажа этих пластин позволяло наблюдать интерференцию в белом свете и помещении камеры в поле зрения интерферометра. Наблюдаемые при этом значения разности оптических толщин, помещенных в первую и вторую ветви интерферометра, не превышали 0,2 полосы по всему полю. [c.104]

Для тонкой пластнны амплитуды волн, распространяю- щихся в прямом (прошедшая волна) и в обратном (отраженная волна) направлениях, оказываются равными. Интенсивности обеих волн пропорциональны квадрату толщины пластины, так как все атомы излучают когерентно. Можно сказать также, что волны гармоник, генерируемых на передней и задней поверхностях, гасят друг друга в результате интерференции, обусловленной скачком нелинейной части восприимчивости х( з = oi 4-+ (02) Этот эффект аналогичен интерференции в тонких линейных пленках, обусловленной скачком величины е. [c.369]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...