plik


Interferencja promieniowania Zastosowania Metrologia Nanotechnologie Czujniki szczeglnie [wiatBowodowe Elementy fotoniczne Wyja[nianie: generacji modw w laserze propagacji modw w [wiatBowodach Generacja femtosekundowych impulsw Interferencja promieniowania Dwa punktowe zrdBa A1 Dwie fale z punktw An, n = 1, 2 r1 P V1 = V01 exp(it) V2 = V02 exp(it) r2 V0n  amplituda zespolona A2 uwzgldniajca pocztkow faz n V0n = V0n exp(in ) Pole w punkcie P po przej[ciu drg rn VP(t)= V1 exp(ikr1)+ V2 exp(ikr2)= [V01 exp(ikr1)+ V02 exp(ikr2)]exp(it) " IP = VP(t)VP(t) Intensywno[ ! " " IP = V01V01 + V02V02 + " " + V01V02 exp[ik(r1 - r2)]+ V01V02 exp[- ik(r1 - r2)] Interferencja promieniowania cd " " IP = V01V01 + V02V02 + " " + V01V02 exp[ik(r1 - r2)]+ V01V02 exp[- ik(r1 - r2)] " V01V01 = I01 I0n jest intensywno[ci promieniowania w punkcie P " pochodzcego od punktu An n=1,2 V02V02 = I02 "  = 1 - 2 V01V02 = V01 V02 exp[i(1 - 2)]= I01I02 exp(i) " " " V01V02 = (V01V02) = I01I02 exp(- i) IP = I01 + I02 + I01I02 [exp(ix)+ exp(- ix)] wic x = k(r1 - r2)+  gdzie exp(ix)+ exp(- ix)= 2cos x IP = I01 + I02 + 2 I01I02 cos x gdy| Interferencja promieniowania cd A1 r1 P r2 A2 i ostatecznie wynik interferencji dla 2 punktowych zrdeB IP = I01 + I02 + 2 I01I02 cos[k(r1 - r2)+ ]  = 1 - 2 r|nica faz pocztkowych obydwu interferujcych fal Fale monochromatyczne emitowane przez 2 atomy Przypadkowe i niezale|ne emisje fotonw dla obu zrdeB Fazy pocztkowe 1(t) i 2(t) s przypadkowymi i szybkozmiennymi funkcjami czasu t R|nica faz (t) jest tak sam funkcj, a wic IP(t) = I01 + I02 + 2 I01I02 cos[k(r1 - r2)+ (t)] Rejestrujemy [redni warto[ w czasie t znacznie dBu|szym od okresu przypadkowych zmian 1 IP = P +"I (t)dt = I1 + I2 gdy| u[rednienie cos daje warto[ zerow t t W optycznym pa[mie interferencji promieniowania z dwch niezale|nych zrdeB nie mo|na zarejestrowa Fale s niekoherentne (niespjne) Fala monochromatyczna emitowana przez punktowe zrdBo A1 zwierciadBo A0  zrdBo pierwotne A1 i A2  zrdBa wtrne A1P = r1 A2P = r2 A0 a" A2 P dzielnik Teraz r|nica faz pocztkowych   = 0 Dla r|nych poBo|eD punktw P stacjonarny rozkBad intensywno[ci IP = I01 + I02 + 2 I01I02 cos[k(r1 - r2)] Fala monochromatyczna emitowana przez punktowe zrdBo cd DBugo[ fali  w o[rodku o wspBczynniku zaBamania n v  prdko[ fali T  okres =vT Oznaczajc przez 0 dBugo[ fali w pr|ni, wtedy cT 0 oraz k = 2 2n =  = =  0 n n n r Oznaczenie m = rzd interferencji r = r1 - r2 0 Rwnanie interferencyjne # # n r # # IP = I01 + I02 + 2 I01I02 cos#2 = I01 + I02 + 2 I01I02 cos(2m) 0 # # # Iloczyn nr jest drog optyczn, a wic nr - r|nic drg optycznych Fala monochromatyczna emitowana przez punktowe zrdBo cd Pr|ek jasny IP max = I01 + I02 + 2 I01I02 0 gdy cos = 1 ! n r = 2K lub m = 0, 1, 2,.. 2 IP min = I01 + I02 - 2 I01I02 Pr|ek ciemny 0 gdy cos = -1 ! n r = (2K +1) lub m = 0.5, 1.5, 2.5.. 2 IP max - IP min I01 = I02 = I0 Kontrast C = maksymalny C = 1 gdy IP max + IP min IPmin = 0 IP max = 4I0 i wtedy IP = 4I0 cos2(m) Interferencja fal emitowanych przez atom Atom nie promieniuje [wiatBem A1 x r1 monochromatycznym P W pBaszczyznie  dla r|nych r1 = r2 r2 dBugo[ci fal  , a wic i koBowej liczby falowej k , rozkBad A2  bdzie r|ny, gdy| IP(k)= I01 + I02 + 2 I01I02 cos(kr) 2 1 IP 2 > 1 Tylko w punkcie P dla r = 0 mamy pr|ek jasny dla ka|dego  interferencja.exe x r = 0 Obraz dla 2 dBugo[ci fal Interferencja w [wietle biaBym x 0 Interferencja fal emitowanych przez zrdBo punktowe yrdBo promieniuje w przedziale  " (1, 2) i k " (k1, k2) A1 x r1 IP(k)= I01 + I02 + 2 I01I02 cos(kr) P r1 = r2 r2 Odbiornik rejestruje sum intensywno[ci dla ka|dego k A2  IPC = P +"I (k)dk k W punkcie r = 0) ! IPC = max Wraz ze wzrostem odlegBo[ci od punktu, dla ktrego r1 = r2 ! ro[nie r oscyluj warto[ci cos(kr) midzy +1 a -1 r|nie dla r|nych k Kontrast pr|kw zmniejsza si Istnieje graniczna odlegBo[ xg poza ktr kontrast zaniknie Interferencja fal emitowanych przez atom przykBad 2 Niech linia spektralna ma posta # k - k0 # # # Ik = I0 exp#- # # # k # # # # # # Ik I0 Odbiornik rejestruje sum intensywno[ci dla ka|dego k IPC = P +"I (k)dk k Dla rwnych intensywno[ci k0 k interferujcych fal I01 = I02 = 0.5I0 k otrzymamy dla jednej dBugo[ci fali IP(k)= I0 + I0 cos(kr) A dla caBego widma po rozwizaniu caBki 2 ]cos(k0r)} IPC = P +"I (k)dk = I0C{1+exp[-(0.5kr) k I0C  intensywno[ zrdBa pierwotnego (caBego widma) Wynik interferencji dla dwch warto[ci k 2rg IPC/I0C 2 k = 0.02 1 0 0 r 2rg Promieniowanie IPC/I0C quasikoherentne 2 k = 0.04 Promieniowanie 1 niekoherentne 0 0 r Promieniowanie koherentne Interferencja fal emitowanych przez atom przykBad Wraz ze wzrostem k maleje obszar pr|kw z wysokim kontrastem Warunek wysokiego kontrastu C e" 0.9 promieniowanie quasikoherentne 0.65 2 rg = H" k 10  Aby uzyska pr|ki przy du|ej r|nicy drg trzeba stosowa zrdBa quasimonochromatyczne PrzeBomowa rola laserw Interferencja promieni odbitych od dwch powierzchni 2  h Rwnanie ciemnego pr|ka dla maBych ktw  lub du|ych promieni R 2h = (K + 0.5) K = 0, 1, 2,.. R h Pr|ki (Isaac a) Obraz pr|kw Newton a (1642-1727) Interferometry powierzchnia sprawdzana sprawdzian Ob Program automatycznie wyznacza ksztaBt powierzchni sprawdzanej z dokBadno[ci rzdu /50 dzielnik laser kamera CCD Interferometr (Hypolite a) Fizeau (czytaj fizo) (1819-1896) Interferometry Element badany kamera CCD Laser z ukBadem optycznym KanaB odniesienia Interferometr (L) Mach a- (L) Zehnder a PrzykBady WpByw konwekcji powietrza Konwekcja powietrza w pBomieniu [wiecy Struga powietrza Pr|ki Newtona i pBytka w [wietle biaBym ! PBytka o zmiennej grubo[ci Mucha na wodzie Literatura uzupeBniajca J.R.Meyer-Arendt: Wstp do optyki. PWN, Warszawa 1977, paragrafy 2.2 2.5 E.Hecht, A.Zajac: Optics. Addison-Wesley Publ. Co., Reading Mass. 1974, rozdziaB 9 B.E.A.Saleh, M.C.Teich : Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons, New York 1991, paragraf 2.5 R.Jzwicki: Optyka instrumentalna. WNT, Warszawa 1970, paragraf 3.2. Fragmenty ksi|ki, Fundacja Wspierania Rozwoju i Wdra|ania Technik Optycznych J.Petykiewicz: Optyka falowa. PWN, Warszawa 1986, rozdziaB 3 M.Born, E.Wolf: Principles of Optics. Pergamon Press, Oxford 1980, rozdziaB VII Literatura podstawowa poziom wy|szy naukowa

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Fot wyk5 int
Fot wyk4 int
Fot wyk7 int
Fot wyk1b int
Fot wyk1a int
Fot wyk6 int
Suche tynki INT
int klcdk e
W06 apr int
Dtsch Arztebl Int 107 0152
pr pracy Monika Gładoch wyk3
Int
int
int
2013 w05 1 INT uzu dla?515 13z
wyk3 d
New Matrix Int tests key
function is int

więcej podobnych podstron