Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
А = 2h cos в,
0 Скоков И. В.
161
в котором, как и далее, кроме особо оговоренных случаев, п 1. Разность фаз б соседних интерферирующих лучей
2л А
4nh cos е
где б' и б" — скачки фаз на отражающих слоях. Условие максимума интерференции имеет вид
тк = 2 h cos е
2 п
(б'+б"),
где т = О, 1, 2, 3, ... и выполняется для всех лучей, составляющих угол в с нормалью к поверхности пластинки. Следовательно, в кальной плоскости объектива, установленного за ИФП, образуете! система колец, соответствующих условиям тХ = 2h cos (т-Щ ¦— 1) X — 2h cos е2 и т. д. ,'!3
Из сказанного ясно, что если на ИФП падает излучение сложного спектрального состава, то для каждой длины волны образуется свой система интерференционных концентрических колец равного наклон! с разными угловыми положениями максимумов и минимумов. Т образом, ИФП представляет собой диспергирующий элемент, обесЯЦ чивающий разложение излучения в спектр. |||j
Клиновый ИФП. Прибор (рид. 122) представляет собой две пл!|! стинки S1 и S2, установленные относительно друг друга под малым углом х- Толщина интерферометра при этом изменяется согласи! выражению !!!'=™
h = К +
где h0 — минимальная толщина ИФП; х — текущая координата При освещении клинового ИФП параллельным пучком, содеряш щим излучение сложного спектрального состава, образуется систе! интерференционных полос равной толщины с различным линейнм положением максимумов и минимумов. -|
Разность хода между лучами 1 к 2 определяется выражений!
А = 2/i (1 — 2tf).
Для луча, претерпевшего N отражений между зеркальными верхностями, разность хода Дл- по сравнению с лучом, непосщй ствеино прошедшим через КИФП, определяется выражением "',=siL
A.v
а разность фаз
бдг =
2 Nh
4 nNh
1 -4(Л/ + 1) (2N -f- 1) %2J,
(N + 1) (2N + 1) x2].
Из выражения (149) следует, что при большом числе отг---
(N > 1) луч, испытавший 2N отражений, будет иметь дополните®^ ную разность хода А' = (4/3) %2h по сравнению с лучом, претерпев*
162
ill
рнс. 123. Мультиплекс-ИФП
шим 2N отражений между параллельными зеркальными [поверхностями. При этом, если условие
(150>
не выполняется, то рассмотренное описание распределения интенсивности в полосах для параллельного расположения зеркал будет вносить ошибку тем большую, чем выше коэффициент р (число отражений Ne), угол клина х и толщина интерферометра h.
Однако на практике оказывается, что дополнительная разность хода, вызванная наклоном зеркал,. будет того же порядка, что и разность хода, обусловленная ошибками изготовления зеркал. При х ^ 1,5*10~б рад, h = 100 мм и N = 100 изменение расстояния между зеркалами ИФП, адекватное дополни* тельной разности хода, для К = 500 нм составляет примерно У100. Это означает, что луч, который претерпел многократные отражения от зеркальных поверхностей, сместится по координате х на такое расстояние, при котором толщина клинового ИФП изменится на весьма малую величину Ah, соизмеримую с погрешностями изготовления зрекальных поверхностей. Следовательно, можио считать, что интерференция на каждом небольшом участке зеркал происходит так же, как и в плоскопараллельном интерферометре. Поэтому на практике принимается, что распределение интенсивности в интерференционных полосах клинового ИФП такое же, как и в плоскопараллельном ИФП.
Разность хода определяется выражением
Д - 2ft,
где h определяется соотношением (148).
Условие максимума интерференции имеет вид
т\ — 2 (Aq -j- у^х)
2тт
(б'+б*).
(151)
Разность фаз соседних интерферирующих лучей
б = _±^2_ + + 6'-Ь б". (152)
Она достигает максимального значения при б = 2пт.
Мультиплекс-иитерферометр. Этот прибор (рис. 123) образуется путем последовательной установки двух интерферометров SI, S2 и S3, S4, имеющих толщину ht и соответственно. Возможность применения мультиплекс-интерферометра основана на том, что
6* IRQ
j iiiiriiii'iMiijmiii'i' и 4 \v\\nvr\ ,i i; ij.i; | ;i :> i: in"!;! !| ГМШШ! II
Рис. 124. Сферический ИФП
угловые направления, при | которы; образуются максимумы интерфере» ции обоих интерферометров для ¦< ной и той же длины волны, совя! дают.
Для соседних интерферирующих лучей в каждом из интерфером| тров разность хода Л и разность фаз б определяются выражениям
Дх = 2/ij cos 8j; Д2 = 2h2 cos ег; 6X =
4яАа
4яА, I в' , с*
^ COS 6| -{— 0| -{— 62»
6.,
к
COS ?g -j- 82 - j- 62 j
где бь 6f, 62 и 62 — скачки фаз на отражающих поверхностях В том случае, когда оба интерферометра взаимно параллельнЩ наблюдаемые в каждом из них системы интерференционных кол будут концентрическими. Если выбрать такое направление пада щего пучка, при котором оба ИФП в некотором направлении одноврЦ
менно будут удовлетворять условиям = 2б2 = 2ятг, I..............................
тг и пц — целые числа, то мультиплекс будет иметь максимум ; пускания, а образующаяся интерференционная картина будет зультатом совместного действия составляющих ИФП.
В'1 li:!n!]! I
зависимости от соотношения между толщинами составляющие
ИФП iiiliiiiii!1
К < К (hjhi <0,1);
ililllll i L,,
!!!!!!!!!|!l! II
Ах — hi,
/ или (ft2 — h\)!hx — Ah'h — 0,1
