多光束幹涉英文解釋翻譯、多光束幹涉的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 multiple-beam interference
分詞翻譯:
多的英語翻譯:
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
光束的英語翻譯:
beam of light
【化】 light beam
【醫】 beam of light
幹涉的英語翻譯:
interfere; intervene; intermeddle; interpose; meddle; interference
interposition
【化】 interference
【醫】 interfere; interference
專業解析
多光束幹涉(Multiple Beam Interference)是指兩束以上相幹光波在空間疊加時,其振幅或光強發生規律性增強或減弱的現象。與雙光束幹涉相比,多光束幹涉産生的幹涉條紋更尖銳、對比度更高,在精密測量和光譜分析中具有重要應用價值。
一、核心原理
當多束頻率相同、振動方向相近且相位差恒定的相幹光相遇時,其合成光場的複振幅為各光束複振幅的矢量和:
$$ vec{E}{total} = sum{k=1}^{N} vec{E}_k e^{iphi_k} $$
其中 ( vec{E}_k ) 為第k束光的振幅,( phik ) 為其相位。最終光強 ( I propto |vec{E}{total}| ),相位差的微小變化會導緻合成光強顯著改變,形成明暗相間的幹涉條紋。
二、産生條件
- 相幹光源:光束需具有相同的頻率和穩定的相位關系(如激光或分波前/分振幅産生的相幹光)。
- 光程差限制:最大光程差需小于光源的相幹長度,否則幹涉現象消失。
- 偏振狀态:非偏振光需通過偏振器統一振動方向以實現有效幹涉。
三、典型特征
- 條紋銳度:隨着光束數量增加,明條紋寬度變窄,暗區更暗(例:法布裡-珀羅幹涉儀條紋半寬度 (Delta delta propto 1/sqrt{F}),F為精細度)。
- 高分辨率:可分辨波長差異極小的光譜線(分辨率達 (10) 量級)。
- 透射特性:在平行平闆幹涉中,透射光強滿足艾裡函數分布:
$$ I_T = frac{I_0}{1 + F sin(delta/2)} $$
其中 ( F = 4R/(1-R) )(R為反射率),δ為相鄰光束相位差。
四、主要應用場景
- 光譜學:法布裡-珀羅幹涉儀用于高分辨率光譜分析,測量超精細光譜結構。
- 光學薄膜:設計增透膜、高反膜(如激光諧振腔鏡),利用多光束幹涉調控特定波長的透射/反射率。
- 傳感技術:光纖光栅傳感器通過監測多光束幹涉條紋移動,實現溫度、應力的高精度測量。
權威參考來源
- Hecht, E. Optics (5th ed.). Pearson. 第9章幹涉理論
- OSA Handbook Optical Interference Coatings. 光學學會出版社
- Born, M. & Wolf, E. Principles of Optics. Cambridge University Press. 第7章多光束幹涉
- RP Photonics Encyclopedia "Fabry-Perot Interferometer"
- Yariv, A. Optical Electronics in Modern Communications. Oxford University Press. 光纖傳感器章節
網絡擴展解釋
多光束幹涉是指多個相幹光波在空間中相遇并疊加時,因相位差變化導緻光強重新分布的現象。以下是其核心要點:
1.定義與基本原理
多光束幹涉是多個頻率相同、振動方向一緻且相位差恒定的光波疊加後,形成合強度不等于各束光強度之現象。與雙光束幹涉的餘弦分布不同,多光束幹涉的光強分布更複雜,通常涉及多次反射或透射(如法布裡-珀羅幹涉儀)。
2.形成條件
- 相幹性:各光束需滿足頻率相同、振動方向一緻、相位差恒定。
- 振幅分割或波前分割:
- 分振幅法:通過薄膜或高反射鏡面的多次反射/透射産生多束光(如牛頓環、薄膜幹涉)。
- 分波陣面法:利用多縫或光栅使同一波前分割為多束相幹光。
3.幹涉條紋特點
- 主極大與次極大:主極大位置與雙光束幹涉一緻,但相鄰主極大間會出現多個次極大和極小。
- 條紋銳度:參與幹涉的光束數(N)越多,主極大條紋越細銳,背景更暗(如法布裡-珀羅幹涉儀的細亮紋)。
4.典型應用
- 光譜分析:法布裡-珀羅幹涉儀用于高分辨率光譜測量。
- 激光諧振腔:利用多光束幹涉原理設計激光器的諧振結構。
- 薄膜光學:如增透膜、高反射膜的鍍層設計。
5.數學表達
多光束幹涉的光強公式為:
$$
I = frac{I_0}{1 + left(frac{2F}{pi}sinleft(frac{delta}{2}right)right)}
$$
其中,$F$為精細度系數,$delta$為相鄰光束的相位差。
多光束幹涉通過多束光的疊加形成複雜條紋,在精密光學測量和器件設計中具有重要價值。其核心在于高反射率表面的多次反射或波前分割産生的多光束相幹性。
分類
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