多光束干涉英文解释翻译、多光束干涉的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 multiple-beam interference
分词翻译:
多的英语翻译:
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
光束的英语翻译:
beam of light
【化】 light beam
【医】 beam of light
干涉的英语翻译:
interfere; intervene; intermeddle; interpose; meddle; interference
interposition
【化】 interference
【医】 interfere; interference
专业解析
多光束干涉(Multiple Beam Interference)是指两束以上相干光波在空间叠加时,其振幅或光强发生规律性增强或减弱的现象。与双光束干涉相比,多光束干涉产生的干涉条纹更尖锐、对比度更高,在精密测量和光谱分析中具有重要应用价值。
一、核心原理
当多束频率相同、振动方向相近且相位差恒定的相干光相遇时,其合成光场的复振幅为各光束复振幅的矢量和:
$$ vec{E}{total} = sum{k=1}^{N} vec{E}_k e^{iphi_k} $$
其中 ( vec{E}_k ) 为第k束光的振幅,( phik ) 为其相位。最终光强 ( I propto |vec{E}{total}| ),相位差的微小变化会导致合成光强显著改变,形成明暗相间的干涉条纹。
二、产生条件
- 相干光源:光束需具有相同的频率和稳定的相位关系(如激光或分波前/分振幅产生的相干光)。
- 光程差限制:最大光程差需小于光源的相干长度,否则干涉现象消失。
- 偏振状态:非偏振光需通过偏振器统一振动方向以实现有效干涉。
三、典型特征
- 条纹锐度:随着光束数量增加,明条纹宽度变窄,暗区更暗(例:法布里-珀罗干涉仪条纹半宽度 (Delta delta propto 1/sqrt{F}),F为精细度)。
- 高分辨率:可分辨波长差异极小的光谱线(分辨率达 (10) 量级)。
- 透射特性:在平行平板干涉中,透射光强满足艾里函数分布:
$$ I_T = frac{I_0}{1 + F sin(delta/2)} $$
其中 ( F = 4R/(1-R) )(R为反射率),δ为相邻光束相位差。
四、主要应用场景
- 光谱学:法布里-珀罗干涉仪用于高分辨率光谱分析,测量超精细光谱结构。
- 光学薄膜:设计增透膜、高反膜(如激光谐振腔镜),利用多光束干涉调控特定波长的透射/反射率。
- 传感技术:光纤光栅传感器通过监测多光束干涉条纹移动,实现温度、应力的高精度测量。
权威参考来源
- Hecht, E. Optics (5th ed.). Pearson. 第9章干涉理论
- OSA Handbook Optical Interference Coatings. 光学学会出版社
- Born, M. & Wolf, E. Principles of Optics. Cambridge University Press. 第7章多光束干涉
- RP Photonics Encyclopedia "Fabry-Perot Interferometer"
- Yariv, A. Optical Electronics in Modern Communications. Oxford University Press. 光纤传感器章节
网络扩展解释
多光束干涉是指多个相干光波在空间中相遇并叠加时,因相位差变化导致光强重新分布的现象。以下是其核心要点:
1.定义与基本原理
多光束干涉是多个频率相同、振动方向一致且相位差恒定的光波叠加后,形成合强度不等于各束光强度之现象。与双光束干涉的余弦分布不同,多光束干涉的光强分布更复杂,通常涉及多次反射或透射(如法布里-珀罗干涉仪)。
2.形成条件
- 相干性:各光束需满足频率相同、振动方向一致、相位差恒定。
- 振幅分割或波前分割:
- 分振幅法:通过薄膜或高反射镜面的多次反射/透射产生多束光(如牛顿环、薄膜干涉)。
- 分波阵面法:利用多缝或光栅使同一波前分割为多束相干光。
3.干涉条纹特点
- 主极大与次极大:主极大位置与双光束干涉一致,但相邻主极大间会出现多个次极大和极小。
- 条纹锐度:参与干涉的光束数(N)越多,主极大条纹越细锐,背景更暗(如法布里-珀罗干涉仪的细亮纹)。
4.典型应用
- 光谱分析:法布里-珀罗干涉仪用于高分辨率光谱测量。
- 激光谐振腔:利用多光束干涉原理设计激光器的谐振结构。
- 薄膜光学:如增透膜、高反射膜的镀层设计。
5.数学表达
多光束干涉的光强公式为:
$$
I = frac{I_0}{1 + left(frac{2F}{pi}sinleft(frac{delta}{2}right)right)}
$$
其中,$F$为精细度系数,$delta$为相邻光束的相位差。
多光束干涉通过多束光的叠加形成复杂条纹,在精密光学测量和器件设计中具有重要价值。其核心在于高反射率表面的多次反射或波前分割产生的多光束相干性。
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