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. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — при двулучепреломлении» 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. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. 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. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. 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. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — при двулучепреломлении» 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. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. 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. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. Учтите обозначения в этой форме: «угол между поляризациями двух пучков, °» вводится независимо от «передача интерференционного контраста, 0…1»; 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. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — при двулучепреломлении» отслеживайте, как фоновая интенсивность, отн. ед. изменяет соответствующие выходные значения при неизменном параметре «разность показателей преломления, nₑ−nₒ».
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. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. В данной постановке для проверки удобно изменить «передача интерференционного контраста, 0…1», 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. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. Учтите обозначения в этой форме: «разность показателей преломления, nₑ−nₒ» 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. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. Для задачи «Видность полос при частичной когерентности — при двулучепреломлении» отслеживайте, как толщина двулучепреломляющей вставки, мкм 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. Двулучепреломление добавляет независимые фазовые скорости и ориентацию оптической оси. Поворот анизотропного элемента меняет его эффективное действие даже при неизменных толщине и длине волны. 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. Сравнивать расчёты следует при одинаковых входных поляризациях: отличие выходного сигнала может объясняться как фазовой задержкой, так и выбранным направлением анализатора. 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; Передача интерференционного контраста, 0…1: 0.85; Разность показателей преломления, nₑ−nₒ: 0.009; Толщина двулучепреломляющей вставки, мкм: 18.0.
Результаты: Видность интерференционных полос = 0.7324683049; Максимальная интенсивность = 258.1377774245; Минимальная интенсивность = 39.8622225755; Средняя интенсивность = 149; Интенсивность при текущей фазе = 49.4674396424.
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; Передача интерференционного контраста, 0…1: 0.85; Разность показателей преломления, nₑ−nₒ: 0.009; Толщина двулучепреломляющей вставки, мкм: 18.0.
Результаты: Видность интерференционных полос = 0.7415235916; Максимальная интенсивность = 277.2505557783; Минимальная интенсивность = 41.1494442217; Средняя интенсивность = 159.2; Интенсивность при текущей фазе = 51.5390750157.
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; Передача интерференционного контраста, 0…1: 0.85; Разность показателей преломления, nₑ−nₒ: 0.009; Толщина двулучепреломляющей вставки, мкм: 18.0.
Результаты: Видность интерференционных полос = 0.7303970686; Максимальная интенсивность = 257.8291632156; Минимальная интенсивность = 40.1708367844; Средняя интенсивность = 149; Интенсивность при текущей фазе = 42.9990981171.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Укажите исходную длину волны, оптические свойства сред, интенсивности и геометрию по названиям полей.
- Задайте выбранные условия добавочный двулучепреломляющий путь, затем вычислите характеристики системы.
- Сопоставьте интенсивность, фазу и степень поляризации либо видность; изменение отдельного параметра имеет физический смысл.