Настройка оптической схемы: ввод
Видность интерференционных полос характеризует относительный перепад между максимумом и минимумом наблюдаемой интенсивности. Даже идеально когерентные волны дают слабые полосы, если их интенсивности сильно различаются. Частичная когерентность означает, что не все волновые компоненты сохраняют одно и то же фазовое отношение в течение измерения. Контраст поэтому может падать без столь же сильного падения средней мощности. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — для частично когерентного света» отслеживайте, как интенсивность первого пучка, отн. ед. изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «длина волны в вакууме, нм».
Модель суммирует средние интенсивности двух пучков и фон, а амплитуду модуляции связывает с геометрическим средним интенсивностей. Она дополнительно уменьшается при несовпадении поляризаций и конечном контрасте измерительного прибора. Длина когерентности задаёт расстояние, на котором сохраняется фазовая корреляция в принятой модели. При иной форме спектра закон изменения контраста будет другим. В данной постановке для проверки удобно изменить «интенсивность второго пучка, отн. ед.», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Продольная когерентность описана гауссовым спадом при увеличении разности оптических путей. Это приближение подходит для сравнения заданных режимов, но для произвольного спектра источника степень когерентности следует вычислять из измеренной спектральной плотности. Частичная когерентность означает, что не все волновые компоненты сохраняют одно и то же фазовое отношение в течение измерения. Контраст поэтому может падать без столь же сильного падения средней мощности. Учтите обозначения в этой форме: «длина волны в вакууме, нм» вводится независимо от «длина когерентности, мкм»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Уравнения и численный расчёт: физика
Положение максимумов зависит от набега фазы и длины волны. Фаза изменяет текущую интенсивность в одной точке полос, но сама по себе не задаёт видность, если интенсивности пучков и степень взаимной когерентности остаются прежними. Длина когерентности задаёт расстояние, на котором сохраняется фазовая корреляция в принятой модели. При иной форме спектра закон изменения контраста будет другим. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — для частично когерентного света» отслеживайте, как разность хода двух пучков, мкм изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «угол между поляризациями двух пучков, °».
Поляризационный множитель учитывает скалярное перекрытие направлений двух линейно поляризованных пучков. Для сложной эллиптической поляризации вместо одного угла нужен полноценный векторный расчёт взаимной когерентности. Частичная когерентность означает, что не все волновые компоненты сохраняют одно и то же фазовое отношение в течение измерения. Контраст поэтому может падать без столь же сильного падения средней мощности. В данной постановке для проверки удобно изменить «длина когерентности, мкм», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Положительный фон ухудшает видность, потому что прибавляется одинаково к максимуму и минимуму. Если фон невозможно надёжно отделить от сигнала, оценка когерентности по одной измеренной видности будет неоднозначной. Длина когерентности задаёт расстояние, на котором сохраняется фазовая корреляция в принятой модели. При иной форме спектра закон изменения контраста будет другим. Учтите обозначения в этой форме: «угол между поляризациями двух пучков, °» вводится независимо от «начальный сдвиг фазы, °»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Что показывают результаты: проверка
Видность интерференционных полос характеризует относительный перепад между максимумом и минимумом наблюдаемой интенсивности. Даже идеально когерентные волны дают слабые полосы, если их интенсивности сильно различаются. Частичная когерентность означает, что не все волновые компоненты сохраняют одно и то же фазовое отношение в течение измерения. Контраст поэтому может падать без столь же сильного падения средней мощности. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — для частично когерентного света» отслеживайте, как фоновая интенсивность, отн. ед. изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «передача интерференционного контраста, 0…1».
Модель суммирует средние интенсивности двух пучков и фон, а амплитуду модуляции связывает с геометрическим средним интенсивностей. Она дополнительно уменьшается при несовпадении поляризаций и конечном контрасте измерительного прибора. Длина когерентности задаёт расстояние, на котором сохраняется фазовая корреляция в принятой модели. При иной форме спектра закон изменения контраста будет другим. В данной постановке для проверки удобно изменить «начальный сдвиг фазы, °», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Продольная когерентность описана гауссовым спадом при увеличении разности оптических путей. Это приближение подходит для сравнения заданных режимов, но для произвольного спектра источника степень когерентности следует вычислять из измеренной спектральной плотности. Частичная когерентность означает, что не все волновые компоненты сохраняют одно и то же фазовое отношение в течение измерения. Контраст поэтому может падать без столь же сильного падения средней мощности. Учтите обозначения в этой форме: «передача интерференционного контраста, 0…1» вводится независимо от «интенсивность первого пучка, отн. ед.»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Ограничения и контроль: допущения
Положение максимумов зависит от набега фазы и длины волны. Фаза изменяет текущую интенсивность в одной точке полос, но сама по себе не задаёт видность, если интенсивности пучков и степень взаимной когерентности остаются прежними. Длина когерентности задаёт расстояние, на котором сохраняется фазовая корреляция в принятой модели. При иной форме спектра закон изменения контраста будет другим. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — для частично когерентного света» отслеживайте, как среднеквадратичная ширина спектра, нм изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «интенсивность второго пучка, отн. ед.».
Поляризационный множитель учитывает скалярное перекрытие направлений двух линейно поляризованных пучков. Для сложной эллиптической поляризации вместо одного угла нужен полноценный векторный расчёт взаимной когерентности. Частичная когерентность означает, что не все волновые компоненты сохраняют одно и то же фазовое отношение в течение измерения. Контраст поэтому может падать без столь же сильного падения средней мощности. В данной постановке для проверки удобно изменить «интенсивность первого пучка, отн. ед.», после чего сравнить фазу, интенсивность и доступные показатели поляризации в одном наборе результатов.
Положительный фон ухудшает видность, потому что прибавляется одинаково к максимуму и минимуму. Если фон невозможно надёжно отделить от сигнала, оценка когерентности по одной измеренной видности будет неоднозначной. Длина когерентности задаёт расстояние, на котором сохраняется фазовая корреляция в принятой модели. При иной форме спектра закон изменения контраста будет другим. Учтите обозначения в этой форме: «интенсивность второго пучка, отн. ед.» вводится независимо от «разность хода двух пучков, мкм»; не следует подменять один эффект другим только из-за похожих единиц измерения.
Формула расчёта
V=2√(I₁I₂)·|γ(Δ)|·|cosα|·η/(I₁+I₂+Iф)
Проверенные примеры
Входные данные: Интенсивность первого пучка, отн. ед.: 60.0; Интенсивность второго пучка, отн. ед.: 85.0; Длина волны в вакууме, нм: 550.0; Разность хода двух пучков, мкм: 2.9; Длина когерентности, мкм: 24.0; Угол между поляризациями двух пучков, °: 25.0; Фоновая интенсивность, отн. ед.: 4.0; Начальный сдвиг фазы, °: 35.0; Передача интерференционного контраста, 0…1: 0.85; Среднеквадратичная ширина спектра, нм: 6.0.
Результаты: Видность интерференционных полос = 0.6867352233; Максимальная интенсивность = 251.3235482678; Минимальная интенсивность = 46.6764517322; Средняя интенсивность = 149; Интенсивность при текущей фазе = 78.9783847376.
Входные данные: Интенсивность первого пучка, отн. ед.: 70.2; Интенсивность второго пучка, отн. ед.: 85.0; Длина волны в вакууме, нм: 550.0; Разность хода двух пучков, мкм: 2.9; Длина когерентности, мкм: 24.0; Угол между поляризациями двух пучков, °: 25.0; Фоновая интенсивность, отн. ед.: 4.0; Начальный сдвиг фазы, °: 35.0; Передача интерференционного контраста, 0…1: 0.85; Среднеквадратичная ширина спектра, нм: 6.0.
Результаты: Видность интерференционных полос = 0.6952251256; Максимальная интенсивность = 269.8798399901; Минимальная интенсивность = 48.5201600099; Средняя интенсивность = 159.2; Интенсивность при текущей фазе = 83.4600427342.
Входные данные: Интенсивность первого пучка, отн. ед.: 60.0; Интенсивность второго пучка, отн. ед.: 85.0; Длина волны в вакууме, нм: 550.0; Разность хода двух пучков, мкм: 3.393; Длина когерентности, мкм: 24.0; Угол между поляризациями двух пучков, °: 25.0; Фоновая интенсивность, отн. ед.: 4.0; Начальный сдвиг фазы, °: 35.0; Передача интерференционного контраста, 0…1: 0.85; Среднеквадратичная ширина спектра, нм: 6.0.
Результаты: Видность интерференционных полос = 0.6685846217; Максимальная интенсивность = 248.6191086395; Минимальная интенсивность = 49.3808913605; Средняя интенсивность = 149; Интенсивность при текущей фазе = 138.8070676687.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Укажите исходную длину волны, оптические свойства сред, интенсивности и геометрию по названиям полей.
- Задайте выбранные условия ширина спектра сверх исходной когерентности, затем вычислите характеристики системы.
- Сопоставьте интенсивность, фазу и степень поляризации либо видность; изменение отдельного параметра имеет физический смысл.