我们知道，满足一定条件的两束或两束以上的光波在相遇时，在相遇区域内会出现光强的明暗相间的分布，这种现象称作光的干涉（图1－4）。

干涉现象充分体现了光的波动性本质。1801年英国的托马斯·杨（Thomas Young）完成了著名的“杨氏干涉实验”提出“干涉原理”，其后，菲涅尔（A．J．Fresnel）等人从波动性理论出发，指出了实现干涉的条件，定量描述了各种干涉现象。21世纪初，范西特（P．H．Van Citteft）和泽尼克（F．Zernike）又发展了相干理论，进一步完善了干涉理论。20世纪60年代激光的问世，提供了相干性最好的光源，扩大了干涉技术的应用，在现代科学技术的诸多方面，如机械、电子、计算机精密计量等领域都有干涉技术的结合与应用。

（一）产生干涉的条件

考虑两列平面线偏振光波在空间相遇产生的干涉，两列波函数为：

光波叠加区域中p点的光强度为：

其中角括号表示对时间的平均，I1＝｜｜2，I2＝｜｜2分别为光波独立传播时P点的光强度，J12称为干涉项。当J12＝0时，P点的合照度是两光波照度的代数和，不产生干涉现象。

将J12写成下式：

式中，τ为观察或记录光强度的时间，它与光的振动周期相比要大得多。分析（1．9）式可得到干涉的必要条件：

1．频率相同（振动频率相同）　即ω1＝ω2。因为若ω1≠ω2，则光强随时间的圆频率ω1－ω2变化，不能形成稳定的光场分布。事实上，由于光强变化的周期通常远小于观察时间，因此J12＝0。

2．振动方向相同（或者说要有振动方向相同的分量）　由于有干涉项J12正比于与的标积，两个互相垂直的振动使相干项消失，不发生干涉，只有振动方向相互平行的振幅分量对干涉项才有贡献，垂直分量则在干涉区产生背景光，影响干涉条纹的对比度。

3．相差恒定　即δ1－δ2保持恒定而不是时间的函数，则J12就是不为零的与时间无关的稳定值。这实质上是要求产生干涉的两束光发自同一光源，或者确切地说利用同一个发光原子发出的光波，并通过具体的干涉装置使之分成两个光波。因为当原子每次辐射的波列的初位相改变时，两个光波的位相也相应改变，因此两光波在相遇点的位相差在原子重复辐射时仍保持不变。而对两个独立原子发出的光波，由于其初位相是相对独立的，因此在原子重复辐射时，无恒定位相差，不能产生干涉。也就是说，两个独立光源发出的光波不能产生干涉。这就是为什么将两支蜡烛或两只灯泡并排放在一起，同时照在墙壁上，并不会发现有光强度明暗变化的干涉现象的原因。但是如果同一个很小的光源（点光源）照射两个相距很近的并排小孔，则会在其后面的观察屏上看到干涉条纹。

必须补充说明的是，在具体的干涉装置中，为产生干涉现象，我们还必须使两叠加的光波的光程差δ不要太大，因为原子辐射的光波是一段段有限长的波列，进入干涉装置的每个波列也都分成同样长的两个波列。当光程差大于波列长度时，这两个波列就不能相遇，这时相遇的是对应于原子前一时刻发出的波列和后一时刻发出的波列，不同时刻发出的波列的位相没有固定关系，因此不能发生干涉。由此可见，为产生干涉现象，必须利用原子发出的同一波列。具体的干涉装置为保证这一条件的实现，必须使光程差小于光波的波列长度。各种光源发出的光波的波列长度有很大差别，在激光出现之前，最好的单色光波是Kr放射性核素放电管发出的橙色光（605．78nm），其波列长度为70cm，而激光的波列长度要长得多（He－Ne laser：107km），所以利用激光作为光源就可以在很大的光程差下发生干涉。

我们把两相干光波叠加的空间区域称为干涉场。场中任意一点的光强度仅仅取决于相干光在该点的光程差。具有相同光程差的各点所构成的曲面，光强度相同。由于光程差是用波长来衡量的，所以等程差曲面也称之为等色面。

（二）分波面的双光束干涉

将一个光波分离成两个相干光波，一般有2种方法。一种方法是让光波通过并排的2个小孔或利用反射和折射把广播的波前分割出2个部分，这种方法称为分波前法，由此产生的干涉称为分波面双光束干涉；另一种方法是利用2个部分反射的表面通过振幅分割产生2个反射光波或透射光波，这种方法称为分振幅法，由此产生的干涉称为分振幅双光束干涉。

分波面干涉装置也常称为菲涅尔型干涉装置。最典型的就是杨氏干涉实验，见图1－5。

S是一个受光源照明的小孔，可近似看作是点光源，从S发出的光波射到光屏A的两个小孔S1和S2上，S1和S2相距很近且到S等距。由于从S1和S2分别发出的光波是由同一光波分出来的，所以是相干光波，它们在距离光屏为D的屏E上叠加，形成一定的干涉图样。

以杨氏干涉实验为基础，人们又发展出多种分波前的干涉装置，它们都可看作杨氏干涉实验装置的变形，可采用相同的方法进行分析。典型的有：菲涅尔双面镜、菲涅尔双棱镜、洛埃镜、比累对切透镜、梅斯林装置等，这里不再详述。

（三）干涉现象在眼科临床应用

1．光学相干断层扫描仪（OCT）　OCT使用的光源，叫Superluminescent LED——超辐射发光二极管，发出820nm波长的近红外光（不可见光）。这束光投射后，在分光镜上分成2束：一束作为参考光（ref）被反射镜反射回，另外一束投射到检查的标本（眼底），光线被不同层面的组织反射回来。这束光和参考光发生了干涉（类似在池塘投下两枚石子，产生的波相互干扰一样），形成低相干的光信号，此信号被计算机采集。分析此信号，就能获得关于组织反射特性和距离的数据。通过特定程序的分析，可以获得相应的定性和定量结果。

2．激光干涉视网膜调制传递函数（MTF）测定　利用激光光源产生干涉条纹来测定视网膜对于不同空间频率的干涉条纹调制度的敏感性，即视觉对比敏感度（CSF）。