質問: 干渉縞の原理 ガラス(厚さ1.5cm)→空気層(未知,数~数十μm?)→セラミック(透過しない)に約1cm径のhe-neレーザを一定の角度で照射するとします。 ガラスが傾いている場合は、くさび形空気層の原理でガラス下面での反射光とセラミック面での反射光が干渉し、縞が見られるのは理解できるのですが、ガラスとセラミックが平行である(つまり空気層が平行平板の形になっている)場合に干渉縞が見られる原理がわかりません。 また平行である場合、空気層の厚さによって干渉縞の間隔は変化するのでしょうか。 光学に関する本を読んでは見たのですが、強度の式やら何やら複雑でいまいち理解することが出来ません...。どなたか分かり易く教えていただけないでしょうか。参考urlなどあれば並行して載せて頂けると幸いです。 以上、宜しくお願い致します。
回答: 光学の専門家では無いのですが。 1.まず、ガラスの上面と下面での干渉を考えてみます。he-neレーザーだと波長は633nmかな?既に議論に出ているbraggの式2dsinθ=nλを使うと、d=15mm、λ=600nmとすれば、sinθが2e-4(rad)の間隔で干渉が起こることになります。角度にして、約0.01度。干渉縞がどの位置で見えているのか分かりませんが、例えレーザーを使っていてもこの程度のビームの広がりは十分にあり得ると思います。しかし、とても干渉縞に見える間隔では無さそうですね。 2.セラミックが鏡面研磨されたような綺麗な表面だとして、ガラス下面とセラミックの空気層による干渉。空気層の厚さが100ミクロン程度以下レーザーの半波長以上有ると、上述のbraggの式より1度程度以上の傾きの広がり間隔で同心円上の干渉縞が見えることになります。しかし、ネット検索してみると、he-neレーザーでビーム広がり角はおよそ1e-3(rad)程度のようなので、セラミックでの反射時にビームが広がらないと無理かも知れません。 3.他の可能性。レーザーの照射領域(10mm径)で、ガラスの厚さか空気層の厚さに1ミクロン程度以上の傾斜が有れば干渉は見えることになります。十分にあり得そうに思えますが、どうでしょうか?もし、干渉縞が平行に見えていれば、ガラスがセラミックに対して僅かに傾いている可能性が高いです。あるいは、干渉縞が歪んだ円形状で有れば、ガラスの不均一性か自重によるたわみの可能性が考えられます。