赵承良 卢兴园 李成金

(苏州大学物理科学与技术学院,江苏 苏州 215006)

光波的空间相干性和时间相干性问题是大学物理教学过程中的教学难点,不仅需要教师具有一定的激光方面的专业知识,而且也难以找到一种较为直观的方法让学生能够理解并接受．本文选取高斯谢尔模光束作为部分相干光的理论模型,通过获得高斯谢尔模光束通过杨氏双缝后的解析表达式,调控入射光束的相干宽度来直观地分析激光束的相干性对干涉条纹的变化情况,不仅可以加深学生对光波空间相干性和时间相干性的认识,也可以直观的分析入射部分相干光的相干宽度、缝间距和缝宽对干涉条纹的影响,并学会运用反称度的方法来判断相干宽度的大小．

1 高斯谢尔模光束通过杨氏双缝的传输分析

从某种意义上讲,自然界存在的所有光源都是部分相干的,理想的相干光和完全非相干光都不存在．首先光源的频率不可能是完全单频,其次光源在传播过程中都存在不稳定因素,从而直接影响空间和时间相干性．即使对于单色性很高的激光,严格意义上讲也是部分相干的．由于部分相干光的传输特性与严格的相干光的传输规律有本质区别,所以利用部分相干光理论来研究部分相干激光传输变换特性显得十分必要．[1]近年来,关于完全相干和部分相干光作为光源对通过杨氏双缝的干涉条纹进行了研究,[2-6]但是利用部分相干……