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物理光學-4多光束干涉與光學薄膜(1)(已修改)

2026-01-23 06:43 本頁面

　

【正文】一 . 法布里 — 珀羅干涉儀的結構法布里 — 珀羅干涉儀主要由兩塊平行放置的平面玻璃板或石英板 G G2 組成。 1L 2Lh單色擴展光源 PG1 G2 法布里 — 珀羅干涉儀 (Fabry Perot interferometer ) 夏爾 .法布里 Charles Fabry (18671945) 阿爾弗雷德 .珀羅 Alfred Perot (18631925) 1897年發明法布里 — 珀羅空腔諧振器 20世紀 50年代中期，肖洛與美國著名物理學家湯斯共同研究微波激射問題。當湯斯提出受激輻射放大原理時，肖洛第一個提出運用沒有側壁的開放式法布里珀羅腔作振蕩器的設想。 1960年，他和湯斯研制出第一臺激光器。 1. 法布里 — 珀羅干涉儀的結構兩板的內表面鍍銀或鋁膜，或多層介質膜以提高表面反射率。為了得到尖銳的條紋，兩鍍膜面應精確地保持平行，其平行度一般要求達到 (1/201/100)?。 G1 G2 F－ P干涉儀由兩塊略帶楔角的玻璃或石英板構成。如圖所示，兩板外表面為傾斜，使其中的反射光偏離透射光的觀察范圍，以免干擾。實際儀器中，兩塊楔形板分別安裝在可調的框架內，通過微調細絲保證兩內表面嚴格平行；接近光源的一塊板可以在精密導軌上移動，以改變空氣層的厚度。如果兩板之間的光程可以調節，這種干涉裝置稱為法布里一珀羅干涉儀；如果兩板間放一間隔圈，使兩板間的距離固定不變，則稱為法布里一珀羅標準具。 1. 法布里 — 珀羅干涉儀的結構法布里－泊羅標準具（ FP) 玻璃板或石英板鍍膜（提高表面的反射率）隔圈將它與邁克爾遜干涉儀產生的等頓干涉條紋圖比較可見，法布里一珀羅干涉儀產生的條紋要精細很多 ,但是兩種條紋的角半徑和角間距計算公式相同。邁克爾遜干涉儀法布里一珀羅干涉儀 1. 法布里 — 珀羅干涉儀的結構通常法布里 — 珀羅干涉儀的使用范圍 h是 l~200mm，在一些特殊裝置中， h 可大到 l m。以 h = 5 mm計算 ,中央條紋的干涉級約為 20220，可見其條紋干涉級很高，因而這種儀器只適用于單色性很好的光源。 1. 法布里 — 珀羅干涉儀的結構 Δ 2 c o snh ??當干涉儀兩板內表面鍍金屬膜時，由于金屬膜對光產生強烈吸收，使得整個干涉圖樣的強度降低。假設金屬膜的吸收率為 A，則根據能量守恒關系有 1R T A? ? ?相繼兩光束的位相差為 ????? 2c os4 ?? hφ為金屬表面反射時的相變。 A：金屬膜吸收率（吸收光強度與入射光強度之比） 1??? ATR? ? ? ?2s in111122?FRAII it?????????? ti21 1 s i n 2IIF ???說明金屬吸收使透射光圖樣的峰值強度降低，嚴重時只有入射光強度的幾十分之一。干涉圖樣的強度公式為改變，不同波長的最大值出現在不同的方向，成為有色光譜。 ▲ 與邁克耳孫干涉儀的比較相當于邁克耳孫等傾干涉，相鄰兩透射光的光程差表達式與邁克耳孫干涉儀的完全相同，所以條紋的形狀、間距、徑向分布很相似。相同點：不同點：邁克耳孫干涉儀為等振幅的雙光束干涉（為什么？）法布里 — 珀羅干涉儀為振幅減少的多光束干涉亮條紋極其細銳 ▲ 復色光入射 224 c o sn h i????? 隨 ? 二 . 法布里一珀羅干涉儀的應用舉例由于法布里一珀羅標準具能夠產生十分細而亮的等傾干涉條紋，所以它的一個重要應用就是研

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