Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
— + -7 = —• Расстояние между изображениями L1 и L2 равно
s S f SA-St
а=с ——-. Конусы лучей, идущих от точек L1 и L2, отчасти перекры-
вают друг друга. В области перекрытия наблюдаются прямолинейные полосы, перпендикулярные к плоскости чертежа. Центральная полоса системы белая. Если поле BB расположено на расстоянии р от точек L1 и L2, то по формуле (33) ширина полос равна
X X
е=—P-
W а
Интерферирующие лучи показаны в нижней части фиг. 28. Если точка поля (например, точка Р) задана, то для построения интерферирующих лучей (в обратном ходе) надо провести лучи через
45 точку P и точки Li и L2 и продолжить их до линзы. После преломления эти лучи сходятся в точке L.
Полулинзы дают также два изображения точки поля Р, которые находятся на интерферирующих лучах в точках P1 и P2.
Расстояние q найдется из формулы — + — = — , где q' равно
я я' / _
(s'+p). Расстояние между точками P1 и Pa равно P1Ps =
е- с-—, а угол ?, от которого зависит критическая ширина я
P P
щели (см. формулу 38), равен 3 = ——.
S-q
В связи с рассмотрением этой схемы, полезно указать на то, что при попытке определить разность хода в различных точках интерференционного поля путем непосредственного просчета сквозь полулинзы мы встретились бы со значительными трудностями. Руководясь же простыми построениями фиг. 28 и формулами (33) и (38), можно легко выяснить многие свойства интерференционной схемы в их первом приближении.
§ 5. Элементы общей теории интерферометров
1. Теория интерферометров развита менее подробно, чем теория прочих оптических приборов. Объясняется это тем, что интерферометры представляют новый класс оптических приборов, получивших развитие только в последние годы.
При изучении интерферометров полезно итти по тому же пути, который принят в геометрической оптике, г. е. по пути последовательных приближений. В виде первого приближения в настоящем параграфе дается очерк теории «идеальных» интерферометров, которая соответствует теории «идеальных» оптических систем или «Гауссовой оптике» обычных оптических приборов. Под идеальным интерферометром понимается интерферометр, оптическая система которого не имеет аберраций.
Основной особенностью излагаемой ниже теории является то, что она опирается не на расчеты разности хода Ь(р), которая является функцией от некоторого независимого переменного р, а на
, „ da т
расчеты производных функции от разности хода, т. е. ---, —
dp йрг
и т. д. При этом оказывается, что все расчеты чрезвычайно упрощаются. Оптические системы современных интерферометров весьма сложны. В то время как расчет разности хода в таком интерферометре очень труден, расчеты производных функций совершаются по простым правилам обычной геометрической оптики.
На основе общей теории можно определить наиболее ответственные размеры интерферометра, в частности,— форму, размеры и расположение различных диафрагм, что бывает необходимо при конструировании интерферометров. Может быть также легко определено влияние малых перемещений деталей интерферометра, что
46 требуется при сборке и регулировке интерферометров. Аберрации реальных интерферометров во всех этих случаях имеют сравнительно меньшее значение.
Большинство технических интерферометров имеет две ветви,, каждая из которых представляет собой отдельную оптическую систему. Схемы интерферометров, рассмотренные в предыдущих параграфах (см. фиг. 14, 25, 27 и 28), составлены из простейших оптических систем. Мы должны считать, что в общем случае две ветви интерферометра могут быть устроены произвольным и независимым друг от друга образом. Интерференция получается в результате взаимодействия обеих ветвей.
2. По аналогии с обычными оптическими приборами источник света L можно назвать входным зрачком интерферометра, а плоскость В, в которой наблюдается интерференционная картина,—
полем интерференции (выходной люк). Две ветви интерферометра связаны друг с другом таким образом, что они имеют общий входной зрачок и общее поле. Каждая из ветвей дает изображение входного зрачка, так что в общем случае интерферометр имеет два выходных зрачка L1 и L2 (фиг. 29). Равным образом интерферометр имеет два входных люка B1 и B2, которые являются изображениями выходного люка (поля) В. В частных случаях L1 и L2 или B1 и B2 могут сливаться друг с другом. Подобно тому, как это принято для обычных оптических приборов, совокупность входного зрачка L и двух входных люков B1 и B2 можно относить к пространству предметов, а совокупность' двух выходных зрачков L1 и L2 и выгодного люка (поля) В — к пространству изображений. Частные случаи расположения зрачков L, L1, L2 и люков В, B1, B2 (или точек поля P1 P1, P2) можно видеть на схемах предыдущих параграфов.
Итак, основное отличие интерферометрической схемы состоит в том, что в ней имеются два входных люка и два выходных зрачка, в то время как в обычном оптическом приборе имеется ТОЛЬКО' один входной люк и один выходной зрачок. С помощью зрачков и люков, положение которых находится путем весьма простых построений, известных из геометрической оптики, можно легко и быстро ориентироваться во многих свойствах интерферометра.
