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法布里-珀罗干涉仪
资料介绍
法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,简称F-P干涉仪)是一种基于多光束干涉原理的高精度光学仪器,由法国物理学家夏尔·法布里(Charles Fabry)和阿尔弗雷德·珀罗(Alfred Perot)于1899年共同发明。它利用两块平行放置的高反射率平面反射镜形成的谐振腔,实现对光的频率、波长、谱线宽度等物理量的精确测量,广泛应用于光谱分析、激光技术、精密计量等领域。
基本结构与工作原理
1. 核心结构
F-P干涉仪的基本结构由以下关键部件组成:
· 平行反射镜对:两块平面反射镜(M1和M2),其中一块为固定镜,另一块为可移动镜(通过精密调节机构控制间距),镜表面镀有高反射率(通常>90%)的金属或介质膜。
· 间隔层:两反射镜之间形成的空气间隙或固体介质(如石英),其厚度d可通过机械结构调节,精度可达纳米级。
· 准直与聚焦系统:通常由凸透镜组成,用于将入射光准直为平行光,并将干涉条纹聚焦到探测器或光屏上。
2. 多光束干涉原理
当一束单色平行光以入射角θ入射到干涉仪时,光在两反射镜之间发生多次反射和透射,形成一系列振幅递减的相干光束。相邻两透射光束的光程差Δ满足:
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