Observation of the Light Interference Phenomenon with Varying Slit Width

Observation of the Light Interference Phenomenon with Varying Slit Width

Min Soo Kim · Manil Kang · Sok Won Kim ^∗

Department of Physics, University of Ulsan, Ulsan 680-749, Korea (Received 26 May 2013 : revised 11 June 2013 : accepted 9 August 2013)

In the Young’s double-slit experiment, as the width of a single slit increases, the interference fringe becomes blurred. However, the interference fringe reappears at a width larger than a particular value. This phenomenon is closely related to spatial coherence. In this study, we measure the intensity, phase, and visibility of the interference fringes for various single slit widths. The intensity was measured using a single-photon detector to counting the number of photons per second. The intensity of the incident light at the double slit was controlled by using the width of the single slit.

As the width of the single slit was increased, the visibility decreased. However, above a slit width of 300 µm, the visibility improved and the phase was inversed. We measured the interference fringes at the single-photon level by using very weak light, and we can confirmed the spatial coherence of the light by using the position of the phase inversion.

PACS numbers: 42.25.Hz, 42.50.Gy, 42.50.Ar

Keywords: Young’s double slit, Spatial coherence, Phase reversal, Single-photon detector

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E-mail: [email protected]

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Fig. 1. Young’s double-slit experimental setup. Slits of S

1

and S

2

must fall within the lateral coherence width d due to the single-slit source.

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Fig. 2. (Color online) Light from each of two point sources of S

1

and S

2

reach points P

1

and P

2

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1

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I ¯ = 1 −    

sinc  dπw sλ

   

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 è ­ q à º e ” 



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sinc  dπa lλ

   

(5)

Fig. 3. (Color online) Experimental setup.

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0

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`

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Fig. 4. (Color online) Fringe patterns measured in single photon level ; (a) 100 µm, (b) 200 µm, (c) 300 µm, and (d) 400 µm. The symbol and solid line denote experi- mental data and fit results, respectively.

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