相干光的获得

2.3.1　相干光的获得

光是电磁波，光在真空中的传播速度为c=10⁸m/s。可见光波通常是指频率范围在3.9×10¹⁴～7.5×10¹⁴Hz之间的电磁波，其真空中的波长约为400～760nm，在电磁波谱中只占很窄的频段。电磁波是横波，其中电场强度E和磁场强度H彼此相互垂直且都与传播方向垂直。实验表明，能够引起人眼视觉以及产生光化学效应的是光波中的电场强度E，因此在光学中，将E矢量作为光矢量。由于波强与振幅平方成正比，光学中经常考察的是相对光强，所以在光学中，常将光矢量的振幅平方直接作为光强。

1.光的相干条件

光的相干条件与机械波的相干条件相同，即频率相同、振动方向相同、相遇点的相位差恒定。满足相干条件的光称为相干光，相应光源称为相干光源。当两列(或多列)相干光在空间相遇时，在重叠区域合成光波的光强形成明暗相间的稳定分布，称为光的干涉现象。

2.相干光的获得

普通光源发射的光波是光源内极大数目的发光原子所发光的总和。各个原子彼此独立地发光，每个原子发射的光是持续时间很短的一段波列，其初相位是随机分布的，即使它们的频率相同，光矢量的振动方向也不可能都相同，更重要的是相位差不能保持恒定，这样在重叠区域合成光波的光强不能形成稳定的分布，所以，两个分立的普通光源不具有相干性。

在实际中，利用普通光源获取相干光的方法都是基于将同一原子发射的同一光波波列一分为二，然后再让它们相遇产生相干叠加。由于它们源自同一光波波列，满足相干条件，所以可以产生干涉现象。

将同一光束分成两束从而获得相干光的方法有如下两种。

①分波阵面法:从同一波面分出两列子波，经不同路径后相遇而发生干涉，如杨氏双缝干涉等。

②分振幅法:同一束光波在薄膜的两个表面分别反射，两束振幅稍有不同的反射光经不同路径后相遇而发生干涉，如劈尖干涉、牛顿环干涉及等倾干涉等。