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1、同学们好!,i,b,a,a,b,A,B,C,当一束平行光入射到厚度不均匀的透明介质薄膜上,如图所示,两光线 a 和b 的光程差:,175 薄膜干涉等厚条纹,一、等厚干涉条纹,点光源放在透镜的焦平面上,平行光入射薄膜,AC=BC,这区域认为薄膜均匀,令厚度为e,当 i 保持不变时,光程差仅与膜的厚度有关,凡厚度相同的地方光程差相同,从而对应同一条干涉条纹-,等厚干涉条纹。,为此,明纹和暗纹出现的条件为:,若光线垂直入射膜面,即,光程差公式简化为:,二、劈尖膜,1.装置:,两光学平板玻璃一端接触,另一端垫一薄纸或细丝,单色、平行光垂直入射,2.明暗条纹条件,明,暗,3.条纹特点,(1)形态(与薄膜
2、等厚线相同):平行于棱边,明、暗相间条纹,棱边处:e=0,(2)相邻明(暗)纹对应薄膜厚度差:,(3)条纹宽度(两相邻暗纹间距),e,4.条纹变化,条纹变密,白光入射出现彩条,空气劈尖充水条纹变密,应用1:测量微小直径,厚度,例1 在半导体元件生产中,为了测定硅片上SiO2薄膜的厚度,将该膜的一端腐蚀成劈尖状,已知SiO2 的折射率n=1.46,用波长=5893埃的钠光照射后,观察到劈尖上出现9条暗纹,且第9条在劈尖斜坡上端点M处,Si的折射率为3.42。试求SiO2薄膜的厚度。,解:由暗纹条件,e=(2k+1)/4n,=2ne=(2k+1)/2(k=0,1,2),知,第9条暗纹对应于k=8,
3、代入上式得,=1.72(m),所以SiO2薄膜的厚度为1.72 m。,应用2:检测工件平面的平整度,例2 利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工 件表面存在的极小的加工纹路,在经过精密加工的工件表面上放一光学平面玻璃,使其间形成空气劈形膜,用单色光照射玻璃表面,并在显微镜下观察到干涉条纹,,如图所示,试根据干涉条纹的弯曲方向,判断工件表面是凹的还是凸的;并证明凹凸深度可用下式求得:,解:如果工件表面是精确的平面,等厚干涉条纹应该是等距离的平行直条纹,现在观察到的干涉条纹弯向空气膜的左端。因此,可判断工件表面是下凹的,如图所示。由图中相似直角三角形可:,所以:,所以:,三、牛顿环,1.装置平板玻璃上放置曲率半径很大的平凸透镜,2.明暗纹条件,3.明暗纹特点,以接触点为中心的明暗相间的同心圆环,4.明暗纹半径,等价于由角度逐渐增大的劈尖围成:,条纹内疏外密,条纹内低外高,得,条纹内疏外密,白光照射出现彩环,应用:测量透镜的曲率半径,谢 谢,