Застосування інтерференції

 

Однією з головних завдань, що виникають при побудові різних оптичних та антенних пристроїв НВЧ діапазону, є зменшення втрат інтенсивності світла, потужності потоку електромагнітної енергії при відбитті від поверхонь лінз, обтекателей антен та ін. Приладів, що використовуються для перетворень світлових і радіохвиль в різноманітних приладах фотоніки, оптоелектроніки і радіоелектроніки.

Розглянемо рішення цієї задачі на прикладі “прояснення” оптики. Як показують розрахунки, відбиття світла від поверхні лінзи супроводжується зменшенням його інтенсивності приблизно на 4%. Враховуючи, що сучасні оптичні пристрої, зокрема сучасні оптоелектронні прилади містять досить велику кількість лінз, дзеркал, светоделітельних пристроїв, втрати інтенсивності проходить світлової хвилі без застосування спеціальних заходів можуть стати значними.

Для зменшення втрат на відбиття використовується покриття оптичних деталей плівкою із спеціальним чином підібраними товщиною і показником заломлення. Ідея зменшення інтенсивності відбитого світла від поверхні оптичних деталей полягає в інтерференційному гасінні хвилі, відбитої від зовнішньої поверхні деталі, вільний відображеної від внутрішньої (рис. 4.22). Для здійснення цього амплітуди обох хвиль повинні бути рівні, а фази відрізнятися на 1800.

При розгляді інтерференції світла в плоских плівках ми враховували інтерференцію тільки двох променів, що справедливо, якщо знехтувати багаторазовими відображеннями 2,3 … променів від внутрішніх верхньої та нижньої поверхонь плівки (рис. 4.26). Насправді, можна не враховувати багаторазові відбиття променів, якщо коефіцієнт відбиття світла від цих поверхонь має мале значення. В іншому випадку спостерігається інтерференційна картина смуг рівного нахилу визначається всіма багаторазово відбитими хвилями. В результаті цього інтерференційні смуги стають більш різкими, ніж при спостереженні двопроменевий інтерференції.

При практичному використанні інтерференції наслідком цього факту є висока роздільна здатність приладів, що використовують багатопроменеву інтерференцію. Явище багатопроменевої інтерференції лежить в основі роботи багатьох оптичних і антенних пристроїв радіодіапазону електромагнітних хвиль. Зокрема, явище багатопроменевої інтерференції використовується для пояснення роботи розглядаються далі в розділі 5 оптичних дифракційних решіток, а також фазованих антенних решіток в радіоелектроніці.

Чим більше відображає здатність внутрішніх поверхонь інтерферометра, тим вже максимуми і тим вище його спектральна роздільна здатність. Інтерферометри Фабрі – Перо мають дуже просту конструкцію, володіють великою світлосилою, завдяки чому вони широко використовується в спектроскопічних дослідженнях оптичної області спектра електромагнітних хвиль. Вхідні в конструкцію оптичних квантових генераторів (лазерів) об’ємні резонатори побудовані на принципах інтерферометра Фабрі – Перо.

Посилання на основну публікацію