Длина оптического пути

В оптике , — это длина, которую свет должен пройти через вакуум , длина оптического пути ( OPL , в уравнениях обозначается Λ ), также известная как оптическая длина или оптическое расстояние чтобы создать ту же разность фаз, которую он имел бы при прохождении через заданное пространство. середина. Он рассчитывается путем произведения геометрической длины оптического пути, по которому проходит свет , и показателя преломления однородной среды, через которую луч света распространяется ; для неоднородных оптических сред приведенное выше произведение обобщается как интеграл по траектории как часть процедуры трассировки лучей . Разницу в OPL между двумя путями часто называют разностью оптических путей ( OPD ). OPL и OPD важны, поскольку они определяют фазу света и управляют интерференцией и дифракцией света при его распространении.

оптический путь = показатель преломления x

В среде с постоянным показателем преломления n OPL для пути геометрической длины s составляет всего лишь

$\mathrm {OPL} =ns.\,$

Если показатель преломления меняется вдоль трассы, OPL определяется линейным интегралом

$\mathrm {OPL} =\int _{C}n\mathrm {d} s,$

где n показатель преломления как функция расстояния по пути C. — локальный

Электромагнитная волна, распространяющаяся по пути C, имеет фазовый сдвиг по C, если бы она распространялась по пути в вакууме , длина которого равна длине оптического пути C. как Таким образом, если волна распространяется через несколько разных сред, то длину оптического пути каждой среды можно сложить, чтобы найти общую длину оптического пути. Оптическая разность путей между путями, пройденными двумя одинаковыми волнами, может затем использоваться для определения изменения фазы. Наконец, используя изменение фазы, можно рассчитать интерференцию между двумя волнами.

Принцип Ферма гласит, что путь света между двумя точками — это путь с минимальной оптической длиной.

Разность оптических путей

OPD соответствует фазовому сдвигу , которому подвергается свет, излучаемый двумя ранее когерентными источниками, при прохождении через среды с разными показателями преломления . Например, кажется, что волна, проходящая через воздух, проходит меньшее расстояние, чем идентичная волна, проходящая такое же расстояние в стекле. Это связано с тем, что большее количество длин волн умещается на одном и том же расстоянии из-за более высокого преломления стекла показателя .

OPD можно рассчитать по следующему уравнению:

$\mathrm {OPD} =d_{1}n_{1}-d_{2}n_{2}$

где d ₁ и d ₂ — расстояния луча , проходящего через среду 1 или 2, n ₁ — больший показатель преломления (например, стекло) и n ₂ — меньший показатель преломления (например, воздух).

См. также

• Воздушная масса (астрономия)
• Лагранжева оптика
• Гамильтонова оптика
• Принцип Ферма
• Оптическая глубина

Ссылки

• В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г. (в поддержку MIL-STD-188 ).
• Дженкинс, Ф.; Уайт, Х. (1976). Основы оптики (4-е изд.). МакГроу-Хилл. ISBN  0-07-032330-5 .

оптический путь = показатель преломления x