随着科学技术的进步,计算机技术不断地更新换代,科学家逐渐将目光从实验室转移到借 助计算机语言进行实验模拟和仿真,首先是 BASIC,FORTRAN 语言,接着是 C、C++语言,到 现在的 Matlab 语言[2]的出现,方便、精确地仿真出清晰、辨认度高的实验图像,为相关研究提 供了捷径。
Matlab(Matrix Laboratory)软件是由美国 MathWorks 公司自 20 世纪 80 年代中期推出的数 学软件,它具有编程效率高,数值计算能力强和数据可视化等优点,特别地,Matlab 语言是一 种解释执行的语言,用户用起来既灵活又方便。目前,在控制、通信、信号处理等领域,Matlab 已得到了广泛的运用。
本文将利用 Matlab 对等倾干涉实验进行仿真,直观显示干涉图样。并通过改变相关参数 的数值,对实验结果进行对比分析。
本文的内容如下安排: 第二章将从研究光的干涉原理开始,介绍实现光的干涉的两种方法,分波前法和分振幅法,
进而阐述等倾干涉原理。第三章将应用 Matlab 软件仿真等倾干涉实验,并对仿真结果进行分 析。
2 等倾干涉
等倾干涉是薄膜干涉的一种,此时薄膜是均匀的,光线以一定倾角入射到薄膜上,经薄膜 上下表面反射和折射的光束在反射光方向上(或透射光方向上)汇聚在一起,形成干涉。由于 相同入射角的光经过薄膜两表面反射或折射形成的光线在相遇点具有相同的光程差,因此形成 同一条条纹,不同入射角的光则形成不同条纹,这就是等倾干涉。
为了更加系统地分析等倾干涉,先分析光的干涉原理很有必要。
2。1 光的干涉原理
光的干涉是光波动的独有特征,这意味着如果光是一种波的话,那么一定会发生干涉现象
1801 年,英国物理学家托马斯·杨(1773—1829)在实验室里成功地观察到了光的干涉[1]。
当两列或几列光波相遇时光波会相互叠加,在某些区域始终是加强的,另一些区域则始终是削 弱的,这样就形成稳定的强弱分布的现象。
然而非所有光波相遇都会发生干涉现象,产生相干叠加的光波必须满足一定条件。就比如, 当两只手电筒同时照射在一个区域上,就不会发现亮暗变化的现象。而当一个光源透过并排的 两个小孔 S1和 S2时,则可能在光屏上出现干涉条纹。通过实验表明,当两个光波来自同一束文献综述
光源时,才能发生光的干涉。
2。1。1 相干条件
两个普通光源发出的光波叠加在一起不会产生干涉,是因为光源发光是由光源中大量原子、
分子发射的,而原子、分子的发光过程是间歇的。原子每次发光的持续时间约为10−9 s,这意 味着原子、分子前后发射的光源都是独立的,它们彼此间不会有固定的位相和偏振关系。同样
地,不同的原子、分子发出的光波也是独立的,它们彼此间也不会有固定的位相和偏振关系。
设光源