薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的氣體薄層。入射光經(jīng)薄膜上表面反射后得一束光,折射光經(jīng)薄膜下表面反射,又經(jīng)上表面折射后得二束光,這兩束光在薄膜的同側(cè),由同一入射振動(dòng)分出,是相干光,屬分振幅干涉。若光源為擴(kuò)展光源(面光源),pvdc腸衣膜則只能在兩相干光束的特定重疊區(qū)才能觀察到干涉,故屬定域干涉。對(duì)兩表面互相平行的平面薄膜,干涉條紋定域在無窮遠(yuǎn),通常借助于會(huì)聚透鏡在其像方焦面內(nèi)觀察;對(duì)楔形薄膜,干涉條紋定域在薄膜附近。(pvdc腸衣膜)
薄膜干涉中兩相干光的光程差公式為,式中n為薄膜的折射率;t為入射點(diǎn)的薄膜厚度;θt為薄膜內(nèi)的折射角;±λ/2 是由于兩束相干光在性質(zhì)不同的兩個(gè)界面(一個(gè)是光疏-光密界面,另一是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差。薄膜干涉原理廣泛應(yīng)用于光學(xué)表面的檢驗(yàn)、微小的角度或線度的測(cè)量、減反射膜和干涉濾光片的制備等。
等傾干涉和等厚干涉是薄膜干涉的兩種典型形式。
由薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而產(chǎn)生的干涉.薄膜通常由厚度很小的透明介質(zhì)形成.如肥皂泡膜、水面上的油膜、兩片玻璃間所夾的空氣膜、照相機(jī)鏡頭上所鍍的介質(zhì)膜等.比較簡(jiǎn)單的簿膜干涉有兩種,一種稱做等厚干涉,這是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋.薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋,故稱等厚干涉.牛頓環(huán)和楔形平板干涉都屬等厚干涉.另一種稱做等傾干涉.當(dāng)不同傾角的光入射到折射率均勻,上、下表面平行的薄膜上時(shí),同一傾角的光經(jīng)上、下表面反射(或折射)后相遇形成同一條干涉條紋,不同的干涉明紋或暗紋對(duì)應(yīng)不同的傾角,這種干涉稱做等傾干涉.等傾干涉一般采用擴(kuò)展光源,并通過透鏡觀察.
把兩塊干凈的玻璃片緊緊壓疊,兩玻璃片間的空氣層就形成空氣薄膜.用水銀燈或納燈作為光源,就可以觀察到薄膜干涉現(xiàn)象.如果玻璃內(nèi)表面不很平,所夾空氣層厚度不均勻,觀察到的將是一些不規(guī)則的等厚干涉條紋,通常是一些不規(guī)則的同心環(huán).若用很平的玻璃片(如顯微鏡的承物片)則會(huì)出現(xiàn)一些平行條紋.手指用力壓緊玻璃片時(shí),空氣膜厚度變化,條紋也隨之改變.根據(jù)這個(gè)道理,可以測(cè)定平面的平直度.測(cè)定的精度很高,甚至幾分之一波長(zhǎng)那么小的隆起或下陷都可以從條紋的彎曲上檢測(cè)出來.若使兩個(gè)很平的玻璃板間有一個(gè)很小的角度,就構(gòu)成一個(gè)楔形空氣薄膜,用已知波長(zhǎng)的單色光入射產(chǎn)生的干涉條紋,可用來測(cè)很小的長(zhǎng)度.(pvdc腸衣膜)