1.9-法布里-珀罗干涉仪.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,1.9,法布里,-,珀罗干涉仪 多光束干涉,多光束干涉的原理,多个光波相干迭加时，出现多光束干涉现象,多光束干涉的途径,振幅分割,-,薄膜或介质分界面的多次反射或透射,.,波前分割,-,多缝或光栅取代,Young,干涉中的双缝,;,1,波前分割,-,多缝的干涉,2,光柵衍射包含单缝衍射和缝间子波相互干涉两种因素,每条单缝都产生同样的单缝衍射图样,缝与缝之间的子波干涉产生干涉条纹,各条纹的强度受单缝衍射条纹强度调制,缝数增多,缝间干涉明纹变细.,缝数很多,缝间干涉形成一系列很细的干涉明纹,各明纹的极值受单缝衍射因素的调制.,3,提高介质表面的反射率，使多束反射光或透射光参与干涉,介质表面上的多次反射和透射,4,夏尔,.,法布里,Charles,Fabry,(1867-1945),阿尔弗雷德,.,珀罗,Alfred Perot,(1863-1925),1897,年发明,法布里,珀罗空腔谐振器,20,世纪,50,年代中期，肖洛与美国著名物理学家汤斯共同研究微波激射问题当汤斯提出受激辐射放大原理时，肖洛第一个提出运用没有侧壁的,开放式法布里,-,珀罗腔作振荡器,的设想。

1960,年，他和汤斯研制出第一台激光器5,法布里,珀罗干涉仪,为了得到,十分狭窄、边缘清晰、十分明亮,的干涉条纹，采用,位相差相同的多光束干涉系统一、实验装置,面光源,s,放在透镜,L,1,的焦平面上,接收屏,s,放在透镜,L,2,的焦平面上透明板,G,1,/G,2,，,其,相向,的平面上镀有高反射膜,不变，,法布里,珀罗标准具改变，,法布里,珀罗标准干涉仪6,法布里,珀罗标准具的干涉花样,光源,s,发出的光在,GG,之间多次反射，透出的平行光在,L,2,的焦平面上形成,等倾干涉条纹,7,h,A,0,i,1,G,G,n,2,i,2,I,3,I,1,I,1,I,2,I,2,I,3,I,11,I,22,I,33,二、实验原理,设度银面的反射率为,A,则其折射率为,I,1,：,I,1,：,I,11,（透射光,1,）,I,2,：,I,22,（透射光,2,）：,8,G,透射光,I,11,I,22,I,33,I,44,振 幅,透射光相互平行，通过,L,2,在焦平面上形成薄膜干涉条纹两束透射光的位相差：,位 相,0,I,22,与,I,11,：,I,33,与,I,11,：,I,44,与,I,11,：,若设,I,11,位相为,0,，则,I,22,位相为 ，,I,33,位相为 ，,等比数列,等差数列,振幅 按等比数列,减少，,公比,位相 按等差数列,增加，,公差,结论,9,三、光强计算,多束透射光叠加的合振幅（计算过程见附录,1-5,）：,爱里函数,精细度，,描述干涉条纹的细锐程度,10,四、极值条件,时，,振幅极大,时，,振幅极小,可见度愈显著,由,11,A,与 的关系,无论 如何，,A,几乎不变,时，,A=A,max,，,稍有偏离，,A0,。

由,作爱里函数曲线,亮条纹宽度,纵坐标为透射光干涉的相对光强,暗条纹强度,条纹的锐度和可见度,！,12,改变，不同波长的最大值出现在不同的方向，成为有色光谱与迈克耳孙干涉仪的比较,相当于迈克耳孙等倾干涉,，相邻两透射光的光程差表达式与迈克耳孙干涉仪的完全相同，所以条纹的,形状、间距、径向分布,很相似相同点：,不同点：,迈克耳孙干涉仪为,等振幅的双光束干涉,（为什么？）,法布里,珀罗干涉仪为,振幅急剧减少的多光束干涉,亮条纹极其细锐,复色光入射,随,13,应用,研究光谱线超精细结构的工具,激光谐振腔借用了其工作原理,（,98%,以上）时,的,情形,各束透射光的振幅基本相等,AA,0,等振幅的多光束干涉,，合振幅为（计算过程见附录,1-6,）：,A,0,每束光,振幅,N,光束总数,相邻两束,光,之间的位相差,14,主极大条件,主最大,的,整数倍,极小条件,最小,可见，在,两个相邻极大点之间分布着（,N-1),个极小点,，,又因两极小之间，必有一极大，故在两相邻的主最大之间分布着,（,N-2,）,个,较弱的最大光强，称为,次极大,（其条件见附录,1-6,）15,N/2,/2,N,等,于,6,时的等振幅多光束干涉光强分布曲线,本节结束,16,。