光拍

更新时间:2023-07-20 22:30

两个在同一方向上传播的振动方向相同,振幅相等而频率相差很小的单色光波的叠加的结果将产生光学上有意义的“拍”现象。

简介

根据振动叠加原理,频差较小、速度相同的两同向共线传播的简谐波相叠加即形成拍。拍频波的频率(即拍频)是相叠加的二简谐波的频差。

原理

考虑振幅相同为E0、频率分别为ω1 和 ω2(频差Δω 较小)的两列沿x轴方向传播的平面光波:

式中k1,k2为波数,φ1 和φ2 分别为两列波在坐标原点的初位相。若这两列光波的偏振方向相同,则叠加后形成

上式就是沿x轴方向的拍频波,其圆频率为(ω1+ω2)/2,振幅为2Ecos[Δω(t-x/c)/2+(φ1-φ2)/2]。因为振幅以频率Δf 周期性变化,所以被称为拍频波, 称为拍频。图(1-8-1a)所示为拍频波场在某一时刻t的空间分布,振幅的空间分布周期就是拍频波长,以Λ表示。因为拍频波的频率较光频率要小得多,所以我们可以用光电检测器检测。

(1-8-1a)

历史背景

光拍(Optical beats)现象是由福莱斯特(A.Forrester)等人在1955年首先观测到的,他们利用塞曼效应(塞曼效应是光谱线在磁场中发生分裂的一种现象)得到两个频率相差很小的光波,并是它们在光电混频管的表面叠加产生拍频。他们所记录的光电流的变化曲线与图上所示的曲线形状相同。在激光问世后,由于激光有很好的单色性和强度,因此光拍现象的观测就变得容易多了。现在,光拍现象已成为光电信息技术中检测微小频率差的一种很好的方法。

应用

光电信息技术中检测微小频率差的方法。

相关术语

群速度

相速度

调制

干涉

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