لایه های نازک و تداخل سنجی
تداخل لایه نازک و تداخلسنجها، اختلاف مسیر نوری را به نوارهای قابل اندازهگیری تبدیل میکنند که برای پوششها و اندازهگیری دقیق طول و شکل استفاده میشود.
Definition
استفاده از تداخل بین امواج بازتابیده شده از سطوح لایههای نازک، یا بین پرتوها در یک تداخلسنج، برای تولید الگوهای نواری که تغییرات آنها اختلاف مسیر نوری را با دقت بالا آشکار میکند.
Scope
این موضوع تداخلی را پوشش میدهد که توسط تقسیم دامنه در لایههای نازک و توسط تداخلسنجها ایجاد میشود. این شامل رنگهای لایههای صابون و لکههای نفتی، شرایط تداخل سازنده و مخرب در یک لایه واحد، پوششهای چندلایه ضد انعکاس و بازتاب بالا، و اصول تداخلسنجهای مایکلسون، ماخ-زندر، سایناک و فابری-پرو میشود. این موضوع به چگونگی تبدیل تغییرات جزئی در طول مسیر توسط تداخلسنجها به تغییر نوارهای تداخلی برای اندازهگیری، طیفسنجی، و حسگری جابجایی و ضریب شکست میپردازد.
Core questions
- چه چیزی رنگهای مشاهده شده در یک لایه نازک مانند حباب صابون را تعیین میکند؟
- پوششهای چندلایه چگونه بازتاب را سرکوب یا تقویت میکنند؟
- یک تداخلسنج چگونه تغییر طول مسیر را به یک تغییر نوار قابل اندازهگیری تبدیل میکند؟
- چه چیزی پیکربندیهای رایج تداخلسنج را متمایز میکند؟
Key concepts
- تداخل لایه نازک
- پوشش ضد انعکاس
- تغییر فاز در بازتاب
- تداخلسنج مایکلسون
- تداخلسنج ماخ-زندر
- اتالون فابری-پرو
- تغییر نوار تداخلی
- مترولوژی نوری
Key theories
- تداخل لایه نازک
- نور بازتابیده شده از سطوح جلویی و پشتی یک لایه نازک تداخل میکند؛ اختلاف مسیر، شامل تغییرات فاز در بازتاب، تعیین میکند که کدام طول موجها تقویت میشوند و رنگهای مشخصه و اساس پوششهای نوری را تولید میکند.
- اندازهگیری تداخلسنجی
- تداخلسنجها نور را به دو مسیر تقسیم کرده و دوباره ترکیب میکنند، به طوری که تغییر در یکی از مسیرها به اندازه کسری از طول موج، نوارهای تداخلی را به طور قابل اندازهگیری جابجا میکند و اندازهگیری جابجایی، سطح و ضریب شکست را ممکن میسازد.
Clinical relevance
پوششهای ضد انعکاس، عبور نور از لنزها را در میکروسکوپها، آندوسکوپها و عینکها بهبود میبخشند، در حالی که روشهای تداخلسنجی امکان اندازهگیری دقیق توپوگرافی قرنیه و طول محوری چشم را که در برنامهریزی جراحی آب مروارید استفاده میشود، فراهم میکنند.
History
نیوتن حلقههای رنگی لایههای نازک را که به نام اوست، مطالعه کرد، اگرچه او آنها را در چارچوب ذرهای خود تفسیر میکرد. توضیح موجی از یانگ و فرنل نشأت گرفت، و تداخلسنج مایکلسون در دهه ۱۸۸۰، که در آزمایش مایکلسون-مورلی و بعدها برای تعریف متر استفاده شد، تداخلسنجی را به عنوان یک ابزار دقیق تثبیت کرد.
Key figures
- Albert A. Michelson
- Ludwig Mach
- Isaac Newton
Related topics
Seminal works
- hecht2017
- bornwolf1999
Frequently asked questions
- چرا یک لایه نازک روغن روی آب رنگهای رنگینکمانی را نشان میدهد؟
- نور بازتابیده شده از بالا و پایین لایه تداخل میکند؛ اختلاف مسیر به ضخامت لایه و زاویه دید بستگی دارد، بنابراین طول موجهای مختلف در مکانهای مختلف تقویت میشوند و نوارهای رنگی متغیر تولید میکنند.
- یک پوشش ضد انعکاس چگونه کار میکند؟
- یک پوشش با ضخامت یک چهارم طول موج و ضریب شکست میانی باعث میشود بازتابها از دو سطح آن به طور مخرب تداخل کنند، بخش زیادی از نور بازتابیده شده را خنثی کرده و عبور نور را افزایش میدهد.