光課程設(shè)計平行平板多光束干涉的仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 西安郵電大學(xué) 光學(xué)報告學(xué)院：電子工程學(xué)生姓名： 專業(yè)名稱：光信息科學(xué)與技術(shù)班 級：光信1103班 專心-專注-專業(yè) 平行平板多光束干涉的仿真【一】實驗?zāi)康?通過對平行平板多光束干涉的計算：1.掌握等傾干涉的概念；2.掌握干涉特點及條紋銳度，自由光譜范圍及濾波特性等概念。3.對單色光（600nm）與復(fù)色光（兩種顏色，如600,620nm）進(jìn)行多光束干涉（要求變化R值，如R=0.046，R=0. 27，R=0.64，R=0.87，R=0.99）的計算，繪出干涉條紋，觀察條紋銳度；固定入射角（如0°，30°角），觀察選頻特性。對復(fù)色光觀察自由光譜范圍。

2、對整個仿真進(jìn)行總結(jié)歸納?！径繉嶒炘?相鄰兩反射光之間的光程差為 相位差為 相鄰兩透射光之間的相位差為設(shè)光從周圍介質(zhì)射入平板時的反射系數(shù)為r，透射系數(shù)為t，光從平板射出時的反射系數(shù)為r，透射系數(shù)為t.從平板反射出的各個光束的復(fù)振幅由平板表面反射系數(shù)、透射系數(shù)與反射率、透射率的關(guān)系 反射光在P點合成光場的復(fù)振幅 由I=E·E*， 得到反射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的關(guān)系為 反射光、透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的關(guān)系式，常稱為愛里公式類似地，也可得到透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的關(guān)系式： 式中 精細(xì)度，描述干涉條紋的細(xì)銳程度(1) 互補性反映了能量守恒的普遍規(guī)律。即在不考慮吸收和其它損耗的情況下，反射光強(qiáng)與透射光強(qiáng)之

3、和等于入射光強(qiáng)。若反射光因干涉加強(qiáng)，則透射光必因干涉而減弱，反之亦然。即是說，反射光強(qiáng)分布與透射光強(qiáng)分布互補(2) 等傾性 由愛里公式可以看出，干涉光強(qiáng)隨R和j變化。在特定的R條件下，僅隨j變化。 也可以說干涉光強(qiáng)只與光束傾角q有關(guān)，這正是等傾干涉條紋的特性(3) 光強(qiáng)分布的極值條件愛里公式 反射光形成亮條紋條件及其光強(qiáng) 反射光形成暗條紋條件及其光強(qiáng) 透射光也可以由此得出類似的結(jié)果。【三】程序框圖開始 已知入射光的入射角，反射率R，入射光的波長有光的干涉條件及光強(qiáng)的計算，由已知條件計算出透射光的光強(qiáng)計算出反射率與投射率與相位差的關(guān)系用plot輸出繪出反射率與投射率與相位差的曲線圖和投射光的干涉

4、圖樣結(jié)束【四】實驗結(jié)果及分析i.ii.由透射光的相對光強(qiáng)圖形和干涉條紋可以得出以下的規(guī)律： 首先第一幅圖是在入射角一定的時候，改變反射率R所呈現(xiàn)不同的干涉條紋。第二幅圖依次是透射光的相對光強(qiáng)曲線、反射光的相對光強(qiáng)曲線（其中它們是光強(qiáng)隨著相位差j和反射率R的變化而變化）、條紋銳度圖形（透射的相對光強(qiáng)隨相位差的變化而變化）。1.光強(qiáng)分布與反射率R有關(guān) R很小時，干涉光強(qiáng)的變化不大，即干涉條紋的可見度很低。R很大時，透射光強(qiáng)暗條紋的強(qiáng)度降低，條紋可見度提高?？刂芌的大小，可以改變光強(qiáng)的分布；2.條紋銳度與反射率R有關(guān) 隨著R增大，極小值下降，亮條紋寬度變窄。但因相對透射光強(qiáng)的極大值與R無關(guān)，所以，在

5、R很大時，透射光的干涉條紋是在暗背景上的細(xì)亮條紋。與此相反，反射光的干涉條紋則是在亮背景上的細(xì)暗條紋，由于它不易辨別，故極少應(yīng)用。R愈大，條紋銳度愈小，條紋愈尖銳（由一圖可以看出）。條紋銳度是單色光照射下多光束干涉條紋的半值寬度，稱為”儀器寬度“。3.由條紋圖可以看出其平行平板在透鏡焦平面上產(chǎn)生的多光束干涉條紋是等傾干涉條紋，同時所觀察到的等傾干涉條紋是一組同心圓環(huán)；這里由于光透過透鏡是一個圓錐型，在屏幕上剛好是圓形；4.頻率特性 由圖像可以看出，相鄰?fù)干涔庀辔徊頹處于半寬度j內(nèi)的光才能透過平行平板，在平板結(jié)構(gòu)(n,h)給定,入射光線方向(q)一定的情況下，j僅與波長l有關(guān)；濾波特性濾波寬度

6、可見，R愈大，濾波效果愈好。- -高反膜F-P可以用白光作光源，也可以得到細(xì)而亮的多光束干涉條紋。也可作單色濾波器使用。 5.在有一個角度入射時，此時干涉圖樣只是一個圓；【五】總結(jié)這個實驗在做之前，我先找到很多相關(guān)的資料和書籍在查看和翻閱，想更加深入的理解其中的原理，看過之后還是只知道透射率和反射率，進(jìn)而得到相對光強(qiáng)，在詢問別人之后才發(fā)現(xiàn)它就是通過透射率的相對光強(qiáng)的大小來衡量光的大小，進(jìn)而繪制出圖像，但這里加了色彩這部分，使得實驗效果更佳。不過需要懂得知識點很多。程序中應(yīng)用了很多新的函數(shù)，比如：hold on 和hold off，是相對使用的前者的意思是，你在當(dāng)前圖的軸（坐標(biāo)系）中畫了一幅圖，

7、再畫另一幅圖時，原來的圖還在，與新圖共存，都看得到；后者表達(dá)的是，你在當(dāng)前圖的軸（坐標(biāo)系）中畫了一幅圖，此時，狀態(tài)是hold off,則再畫另一幅圖時，原來的圖就看不到了，在軸上繪制的是新圖，原圖被替換了。程序中有很多要注意的語句，會使用它同時更注意的是知道它的功能用法。在這些逐漸比較難的程序中，我們逐漸掌握了如何建立坐標(biāo)，并給坐標(biāo)上建立標(biāo)注；如何給一幅圖上加注標(biāo)題等等。感覺在程序上有很大的提高，也沒有以前那么害怕。在實驗中不僅更加了解編程的思維，更重要的是對于平行平板多光束干涉的知識的鞏固與復(fù)習(xí)，在實驗中讓我了解到：1. 透射光的特點：具體為對光強(qiáng)分布、條紋銳度、頻率特性的了解2. 了解為什么干涉條紋是圓形,由于經(jīng)過透鏡光路為圓錐型；3. 了解為