基本介紹
- 中文名：準單色光
- 外文名：Quasi-monochromatic light
- 類別：光學術語
- 特點：頻域狹窄、線寬窄
- 滿足：∆v/v0
- 單色光：單一頻率（或波長）的光
單色光與準單色光,準單色光條件,準單色光照射軸錐鏡的衍射特性,軸錐鏡,準單色場理論,
單色光與準單色光
單色光，單一頻率（或波長）的光，不能產生色散。由紅到紫的七色光中的每種色光並非真正意義上的單色光，它們都有相當寬的頻率(或波長)範圍，如波長為 0.77～0.622微米範圍內的光都稱紅光，而氦氖雷射器輻射的光波單色性最好，波長為0.6328微米，可認為是一種單色光。
一般的光源是由不同波長的單色光所混合而成的複色光，所謂的“單色光”是指白光或太陽光經三稜鏡折射所分離出光譜色光--紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七個顏色，因為這種被分解的色光，即使再一次通過三稜鏡也不會再分解為其他的色光。這種不能再分解的色光叫做單色光，而由“單色光”所混合的光稱為“複色光”。
準單色的含義不是在哪個波長上，而是光包含的頻率成分單一，在頻域上狹窄，即線寬窄。當滿足頻譜寬度∆v與中心頻率v0之比滿足∆v/v0<<1，此時稱之為準單色光，這時它很接近於單色光。
非雷射光源里，低壓氣體放電燈，氘燈，氙燈，氪等發出的很多線可視為準單色光，其波長半寬與波長的比可達到10。雷射，尤其是氣體雷射單色性更好，上述比例達到10不稀奇，可稱為單色光，但半導體雷射器出光的單色性可能較差甚至不如氪燈。
準單色光條件
在時間相干性和空間相干性同時存在的情況下，研究光的傳播、衍射、干涉等性質是十分複雜的。為了在楊氏干涉實驗中將入射到觀察點Q的場用針孔上的場(適當延遲)的加權和來簡單表示，首先必須假定光是窄帶的，其次需假定光的相干長度遠大於所涉及範圍內的最大光程差，這就是所謂的準單色光條件(quasi—monochromatic condition)：
①窄帶條件：頻頻寬度∆v遠小於平均頻率v0可，即∆v/v0<<1可。
②小光程差條件：光程差遠小於相干長度，或時差遠小於相干時間
此條件應在研究的空間範圍內都被滿足。
滿足準單色條件的光源稱為準單色光源(quasi—monochromatic light source)。
準單色光照射軸錐鏡的衍射特性
準單色光照射軸錐鏡產生的衍射光斑的強度為不同頻率單色光照射軸錐鏡產生的強度之和，衍射條紋數比單色光的少，離軸方向的光強比單色光的衰減快。
軸錐鏡
軸錐鏡由於能量利用率高、製造比較容易和成本低的特點，是常用的產生近似無衍射光束的光學元件。人們對軸錐鏡本身特性的研究主要在：傾斜光照射時的衍射特性舊引，不同強度的分布，加工誤差對無衍射光質量的影響等方面，研究者們還將軸錐鏡套用於光學共鳴器、位移測量、直線度測量和雷射三角測量系統等領域。而所有這些研究都是基於光源是單色光的情況，但實際許多光源都是非相干的和部分相干的。
準單色場理論
在單色場中，光場分布可由復振幅完整的描述，對於空間任一點的振動，其振幅不變而相位隨時間作線
性變化；而在非單色場中，空間任一點的光振動的振幅和相位隨時間作無規則變化。
準單色光的頻譜成分所覆蓋的頻率範圍∆v比其中心頻率v0小得多，即
。
對於準單色光照射軸錐鏡的衍射情況，可以先將準單色光分解為不同頻率單色光的線性組合，每個頻率單色光的權重因子為其傅立葉頻譜，然後利用單色光照射軸錐鏡的衍射理論，可分別求得這些不同頻率單色光產生的衍射光斑的強度，再將這些強度相加，所得的強度就為準單色光照射軸錐鏡產生的衍射光斑的強度。
