白光干涉儀原理

對光的干涉相信大家都知道，如果說單色光的干涉大家很容易理解，而白光是混合色光，為什么白光也能夠干涉呢，白光的干涉原理是什么呢，且往下看。

什么條件下會發(fā)生光的干涉

光的干涉條件，準(zhǔn)確的說，應(yīng)該是兩列相干光可以發(fā)生干涉，任何一個光束都不可能是的單色光，也可說不可能只有單一頻率。所以，任何一個光源只要滿足時間相干性，都可以發(fā)生干涉，比如一束光的波長是600nm-601nm，另外一束光是600.5nm-601.5nm，他們的頻率成分當(dāng)中（頻率就是光速除以波長）有相同的部分，如果滿足時間相干性，也就是相干頻率大于他們直接的頻率差就可以干涉！另外就是滿足空間相干性，任何一個光源，可以是光源上不同兩個地方發(fā)出的光線，只要這兩個發(fā)光的部分的長度小于空間相干長度，就也可以發(fā)生干涉！

關(guān)于相位差恒定，也是不必要條件，只要大致穩(wěn)定就行，舉例說明：比如，雙縫干涉，當(dāng)屏幕不動的時候，光程差是恒定的，也可以說是相位差是恒定的，當(dāng)光屏向后或者向前移動的時候，相位差肯定會變，條紋間距也會變，變寬或者變窄，但是干涉圖樣始終存在，說明相位差變化了，只能使得干涉圖樣發(fā)生波動，但是不穩(wěn)定的相位差一樣可以發(fā)生干涉！

震動方向一致也是非必要條件，只要震動方向不垂直，兩個互成角度的震動，可以向力的分解那樣，把震動分為一致方向和垂直方向，一致方向的分量依然可以和另外一個震動發(fā)生干涉，只不過干涉圖樣的明暗對比度會下降，而只要當(dāng)完全垂直的時候，對比度才下降為零，才可以認(rèn)為是不干涉了。

綜上所述：頻率相同，位相差恒定，振動方向一致的相干光源是發(fā)生“穩(wěn)定”干涉的條件，而非發(fā)生干涉的條件！

發(fā)生干涉的條件應(yīng)該是：

1、相位差變化頻率遠(yuǎn)小于光頻率

2、頻率近似相同，并滿足時間相干性

3、震動方向不能垂直，并且偏離角度使得干涉圖樣對比度滿足瑞利判據(jù)！

所以說，白光，只要是自己頻率成分當(dāng)中相接近的部分，比如白光中的紅色頻率成分和自己的紅色頻率成分就可以干涉，而且相位差變的不大就可以了，而且，注意一點，這里說的白光不是自然光，也就是說，認(rèn)為白光里面各個頻率成分都是相干的，而不是自然光那樣毫無規(guī)律，不相干的，所以白光也能干涉！

白光干涉與單色光干涉區(qū)別

如用白光做光源，由于其中各色光的波長不同，各色光所得到的干涉圖樣中，相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離也不同，由于不同波長的光干涉條紋寬度不一樣，用白光時的干涉條紋在正中間是各色條紋的疊加，為白色，往兩邊開始出現(xiàn)不同顏色一級條紋的排列，表現(xiàn)為彩帶，再往外是二級條紋彩帶，然后是三級、四級.....在可見光范圍內(nèi)，紅光的波長最長，對應(yīng)的條紋間距最大，紫光的波長最短，對應(yīng)的條紋間距最小。單色光干涉只有明暗明暗排列

白光干涉儀原理

白光干涉儀也叫邁克爾遜干涉儀，是用于對各種精密器件表面進(jìn)行納米級測量的儀器，它是以白光干涉技術(shù)為原理，光源發(fā)出的光經(jīng)過擴(kuò)束準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡后分成兩束，一束經(jīng)被測表面反射回來，另外一束光經(jīng)參考鏡反射，兩束反射光最終匯聚并發(fā)生干涉，顯微鏡將被測表面的形貌特征轉(zhuǎn)化為干涉條紋信號，通過測量干涉條紋的變化來測量表面三維形貌。

白光干涉儀專用于非接觸式快速測量，精密零部件之重點部位的表面粗糙度、微小形貌輪廓及尺寸，其測量精度可以達(dá)到納米級！目前，在3D測量領(lǐng)域，白光干涉儀是精度最高的測量儀器之一。

邁克爾遜干涉儀中兩束相干光各有一段光路在空氣是分開的，在其中的一支光路中放進(jìn)被研究對象而不會影響另一支光路，據(jù)此，本實驗將用它測量透明薄片的厚度或折射率。

邁克爾遜干涉儀作為測量波長的最常見實驗儀器，使用氦氖激光器觀察非定域干涉條紋或使用鈉光源觀察定域干涉條紋。通常情況下，我們看到的都是等傾干涉，由于光程差與波長的關(guān)系，此時，用白光作光源時，由于各種波長的光所產(chǎn)生的干涉條紋明暗交錯重疊，無法觀察到可見的條紋。結(jié)合邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生干涉的原理，可以發(fā)現(xiàn)，移動M1與M2’大至重合時，視場中會出現(xiàn)直線干涉條紋，我們稱之為等厚干涉條紋，此時換上白光光源，即可見到彩色直條紋，其中中央為一黑（暗）條紋，兩旁對稱分布的彩色條紋，稍遠(yuǎn)處即看不到任何條紋。所以找到等光程位置，是觀察到白光干涉條紋的必要條件。