光程差(optical path difference)是指 兩束光在介 質中 傳播 時, 由於光速和介 質折射率的不同而 產生的光程之差。在 幾何光 學和波 動光 學中,光程差是 一個重要的物理量,它不 僅考 慮了光 傳播的 幾何距 離, 還整合了光波振 動性 質的 變化。通 過光程差,可以 計算出不同距 離和不同介 質中 傳播的 兩束光的相位差, 這 對於光的 干涉、衍射及 雙折射效 應等光 學 現象的研究具有重要意 義。
光程差可以通 過以下公式 計算:Δ = n*L2 - n*L1,其中n是介 質的折射率,L1和L2是 兩束光在介 質中走 過的距 離。在光的 干涉 現象中, 當光程差是光在真空中波 長的整 數倍 時, 會 產生相 長 干涉,即光 變 強;而 當光程差是光在真空中波 長的半整 數倍 時, 會 產生相消 干涉, 從而出 現明暗相 間的 干涉 條 紋。
此外,光程差原理也被 套用 於 雷射位移 感測器的 測量中,通 過 測量光 線 從 雷射 發射器射出 後到 達被 測物 體反射回 來的 時 間差,再根 據光在空 氣中的 傳播速度得出被 測物 體 與 雷射位移 感測器之 間的距 離。 這 種 測量原理的 準確性主要 與 時 間的 測量精度有 關,而 時 間的 測量又受到 感測器的 採樣 頻率和速度的影 響。
綜上所述,光程差是理解光 學 現象和 進行光 學 測量的重要基 礎概念。