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理論解釋

法布里－珀羅標(biāo)準(zhǔn)具：光入射到標(biāo)準(zhǔn)具中經(jīng)過(guò)多重反射形成等傾的相干透射光。

標(biāo)準(zhǔn)具的透射率是波長(zhǎng)的函數(shù)。較高細(xì)度的標(biāo)準(zhǔn)具的透射函數(shù)（紅色曲線）和較低細(xì)度的標(biāo)準(zhǔn)具（藍(lán)色曲線）比較起來(lái)，具有更銳的峰值以及更低的透射極小值。

對(duì)于法布里－珀羅標(biāo)準(zhǔn)具而言，其透射率隨波長(zhǎng)的顯著變化是由于兩塊反射板之間多重反射光的干涉。當(dāng)透射光為同相時(shí)它們有相長(zhǎng)干涉，對(duì)應(yīng)著標(biāo)準(zhǔn)具透射率的峰值；而當(dāng)透射光反相時(shí)則對(duì)應(yīng)著透射率的極小值。多重反射光彼此是否同相，取決于入射光的頻率、光線在標(biāo)準(zhǔn)具內(nèi)傳播的折射角、標(biāo)準(zhǔn)具的厚度及其所用材料的折射率。

法布里－珀羅標(biāo)準(zhǔn)具中，兩束相鄰的反射光之間的光程差 Δ Δ --> L = 2 n ? ? --> cos ? ? --> θ θ --> {\displaystyle \Delta L=2n\ell \cos \theta \,} ，在不考慮相移時(shí)的相位差為

另外，內(nèi)界面反射率都為 R {\displaystyle R\,} ，則標(biāo)準(zhǔn)具的透射率函數(shù)由下式給出

其中 F = 4 R ( 1 ? ? --> R ) 2 {\displaystyle F={\frac {4R}{(1-R)^{2}}}} 。

當(dāng)相鄰兩束光之間的光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，透射率函數(shù)有最大值1。在介質(zhì)無(wú)吸光的情形下，標(biāo)準(zhǔn)具的反射率滿足

當(dāng) sin 2 ? ? --> ( δ δ --> 2 ) = 1 {\displaystyle \sin ^{2}\left({\frac {\delta }{2}}\right)=1\,} ，也就是光程差為波長(zhǎng)的半奇數(shù)倍時(shí)透射率函數(shù)有最小值，此時(shí)對(duì)應(yīng)著反射率的最大值

在透射率函數(shù)上，兩個(gè)相鄰的透射峰值之間的波長(zhǎng)間隔被稱(chēng)作標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍（FSR），它由下式給出：

其中 λ λ --> 0 {\displaystyle \lambda _{0}\,} 是最近峰值的中心波長(zhǎng)。

用自由光譜范圍除以透射率函數(shù)的半高寬（峰值高度一半時(shí)的透射峰寬度），得到的值稱(chēng)作細(xì)度：

對(duì)于較高的反射比（ R > 0.5 {\displaystyle R>0.5\,} ），細(xì)度通?？山茷?/span>

從這個(gè)公式可知反射比越高時(shí)標(biāo)準(zhǔn)具的細(xì)度越高，對(duì)應(yīng)其透射峰越銳利。此外標(biāo)準(zhǔn)具的品質(zhì)因數(shù) Q {\displaystyle Q\,} 等于諧振頻率和半高寬的比值，因此細(xì)度也正比于品質(zhì)因數(shù) Q {\displaystyle Q\,} ，這意味著細(xì)度代表了諧振腔的耗散，細(xì)度越高說(shuō)明諧振腔的耗散越低。

嚴(yán)格意義上的法布里－珀 羅干 涉儀與標(biāo)準(zhǔn)具的區(qū)別在于：干涉儀中兩塊玻璃板的間隔長(zhǎng)度是可調(diào)的，從而能夠控制不同波長(zhǎng)的色光的透射率；并由于透射率還和入射光的傾角有關(guān)，通常干涉儀本身也是可旋轉(zhuǎn)的。

干涉條紋

  法布里－珀 羅干 涉儀的完整設(shè)置

  法布里－珀 羅干 涉儀的等傾干涉條紋

如前所述，對(duì)單色擴(kuò)展光源，當(dāng)相鄰兩束光之間的光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，透射率函數(shù)有最大值1，此時(shí)如在透射光的傳播方向上垂直放置一透鏡，則在其焦平面上會(huì)出現(xiàn)等傾干涉的亮條紋：

通常當(dāng)透鏡光軸垂直于屏?xí)r，等傾干涉的條紋是一組同心圓，圓心對(duì)應(yīng)著正入射透射光的焦點(diǎn)。此時(shí)由于是正入射， θ θ --> = 0 {\displaystyle \theta =0\,} ，上面的 m {\displaystyle m\,} 有最大值 m 0 {\displaystyle m_{0}\,} ：

一般情況下 m 0 {\displaystyle m_{0}\,} 不是整數(shù)，如將其整數(shù)部分設(shè)為 m 1 {\displaystyle m_{1}\,} ，小數(shù)部分設(shè)為 e {\displaystyle e\,} ，即 m 0 = m 1 + e {\displaystyle m_{0}=m_{1}+e\,} ，則從中心亮紋數(shù)起，外圈第 p {\displaystyle p\,} 個(gè)亮紋的角半徑為

從而圓條紋的直徑 D p {\displaystyle D_{p}\,} 滿足

其中 f {\displaystyle f\,} 是透鏡焦距。

應(yīng)用

法布里－珀 羅干 涉儀最常見(jiàn)的應(yīng)用之一是二項(xiàng)色性濾鏡，它是利用物理氣相沉積（PVD）方法將一組標(biāo)準(zhǔn)具薄膜鍍?cè)诠鈱W(xué)器件表面。相比于吸收濾鏡，這種光學(xué)濾鏡往往具有更精確的反射和透射頻帶，特別是當(dāng)設(shè)計(jì)恰當(dāng)時(shí)，它們不會(huì)像吸收濾鏡那樣容易造成升溫，因?yàn)樗鼈兛梢苑瓷涞裟切┎槐匾牟ㄩL(zhǎng)的色光。二項(xiàng)色性濾鏡被廣泛應(yīng)用在光源、相機(jī)及天文器材等光學(xué)儀器中。

在使用波分復(fù)用技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)中，塞取多工機(jī)包含了成排的由熔凝石英或金剛石制成的微型標(biāo)準(zhǔn)具。這些標(biāo)準(zhǔn)具邊長(zhǎng)約為2毫米，嵌入到高精度的微型框架中并發(fā)出彩虹色的光澤。這類(lèi)材料能夠保持兩個(gè)反射鏡之間距離的高度穩(wěn)定性，從而使標(biāo)準(zhǔn)具的諧振頻率在環(huán)境溫度變化時(shí)也保持高度穩(wěn)定。金剛石的優(yōu)越性在于，它具有更好的導(dǎo)熱性而仍擁有較低的熱膨脹系數(shù)。2005年起，有些通信儀器公司開(kāi)始采用光纖本身作為固態(tài)標(biāo)準(zhǔn)具，這種設(shè)計(jì)的好處是減少了大部分嵌入、準(zhǔn)直和冷卻帶來(lái)的困難。

光學(xué)波長(zhǎng)計(jì)通?？捎啥嘀廖迮_(tái)法布里－珀 羅干 涉儀的組合來(lái)構(gòu)成，這些干涉儀的共振頻率兩兩具有10倍的間隔。待測(cè)光束被一面圓柱透鏡發(fā)散后，它在這些法布里－珀 羅干 涉儀中發(fā)生各自的干涉，所產(chǎn)生的亮紋的間距則被一臺(tái)CCD相機(jī)所記錄，由此可以確定入射光的波長(zhǎng)。

當(dāng)激光諧振腔采用平行平面腔的結(jié)構(gòu)時(shí)，它可認(rèn)為是一種法布里－珀 羅干 涉儀，雖然對(duì)于很多激光器而言，其中一面反射鏡的反射比可非常接近100%，從而這種諧振腔更像是一種 Gires–Tournois 干涉儀。半導(dǎo)體激光器有時(shí)會(huì)采用法布里－珀 羅干 涉儀的幾何結(jié)構(gòu)。

法布里－珀羅標(biāo)準(zhǔn)具可用來(lái)產(chǎn)生單模激光。在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)具的情況下，激光器產(chǎn)生的激光頻譜會(huì)出現(xiàn)展寬，從而使諧振腔內(nèi)的激光產(chǎn)生多種模式。使用標(biāo)準(zhǔn)具后，在細(xì)度及自由光譜范圍都適當(dāng)?shù)那樾蜗驴梢砸种破渌Ｊ降漠a(chǎn)生，使諧振腔內(nèi)的激光工作在單模情形下。

在光譜學(xué)中法布里－珀羅標(biāo)準(zhǔn)具可以使光譜儀的分辨本領(lǐng)得到顯著提升，從而可以分辨出波長(zhǎng)差極細(xì)微的光譜線，例如塞曼效應(yīng)。

在天文學(xué)中法布里－珀羅標(biāo)準(zhǔn)具可以用來(lái)作為一種窄頻濾鏡，從原子躍遷的多條譜線中過(guò)濾出所需的譜線并使之成像，最常見(jiàn)的例子是太陽(yáng)的H-α線以及Ca-K線。

在引力波探測(cè)中，采用法布里－珀羅諧振腔可以用來(lái)在毫秒量級(jí)的時(shí)間上儲(chǔ)存光子，使其在諧振腔的反射鏡之間反復(fù)振蕩。這種做法增加了引力波探測(cè)器的干涉臂的有效長(zhǎng)度，從而提高了引力波探測(cè)器的靈敏度。這種原理被廣泛應(yīng)用在引力波探測(cè)器如LIGO和VIRGO上，它們的構(gòu)造都是帶有法布里－珀羅諧振腔的等臂邁克耳孫干涉儀，干涉臂長(zhǎng)度在幾千米的量級(jí)。同時(shí)這些探測(cè)器還采用了小型的諧振腔，這些諧振腔通常被稱(chēng)作模式過(guò)濾器，它們可用于參與主激光的頻率穩(wěn)定工作。

在激光穩(wěn)頻中，法布里－珀羅諧振腔使用低膨脹系數(shù)的玻璃，具有穩(wěn)定的光學(xué)長(zhǎng)度，用來(lái)作為頻率穩(wěn)定的參考。

參考文獻(xiàn)

Max Born; Emil Wolf.Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (7th Edition) (Hardcover). Cambridge University Press. October 13, 1999: 334. ISBN 0521642221.

Hernandez, G. Fabry–Pérot Interferometers. Cambridge: Cambridge University Press. 1986. ISBN 0521322383.

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