空气隙Fably-Peiot标准具说明书.doc

杭州精诚光电子有限公司空气隙Fabry-Perot标准具（AFPE） 固体介质Fabry-Perot标准具（SFPE）使用说明书精诚光电子杭州精诚光电子有限公司E-mail:jcgdz@Tel:0571 -88273459，杭州精诚光电子有限公司I .空气隙Fabry -Perot标准具、用途:本仪器是一种高分辨干涉分光仪器，容易达到io5 ~ io6的分辨率，超过 大型摄谱仪在高分辨干涉分光仪器中，它因结构简单、使用方便、价格相对较 低廉，所以应用最广泛可用于“塞曼效应”、“超精细结构和同位素位移”、“激 光模式”、“谱线轮廓”和“布里渊散射”等多种实验现象的观测研究选购本仪器时主要应根据所研究的对象，选定合适的空气隙间隔厚度 h、镜面咼反射膜咼反波长复盖范围图一.法布里一珀罗标准具的使用二、结构和简要原理：本仪器的核心是一对平行安置的高精度平镜其镜面间隔 h由边缘的间隔圈厚度决定，并由三个旋钮进一步调整，确保二镜面严格平行入射光在镜间多 次反射，各次部分透射光产生多光束干涉；当满足2 nhcosa =mX时(入为光波长，m为整数，a为光线对镜面的入射角，h为镜间距，n为镜间介质的折射率) 得到干涉极大，对确定的n、h、入，在一系列倾角上会相应于递减的 m满足干 涉极大条件，如用一凸透镜成象，则在透镜焦面上获得一组等倾干涉环。

h越大对应的干涉级次m越大;角度a越大，对应的m越小，相邻同心环间隔越小若 二条谱线满足 m入1=(m-1)入2,就会造成干涉环重迭，这时△入FSR即所谓“自 由光谱区”，△入FSR=X 2/2h;若用频率表示为△ v FSR=C/2h (C为光速)自 由光谱区随h增大而减小，应根据所研究的光谱范围来选用适当的 ho“精细度”是标准具的关键指标，是描述干涉环细锐程度的量，仪器的分辨 率与它成比例假设平镜是理想的，则仪器的“精细度”为：FR= nVR/ (1 -R)，只取决于反射率R,故可称之为“反射率细度”；实际平镜不可能是理想 平面，也不可能是绝对平行，将引入一个“平面度细度” F F,若镜面平面度为 入/ M时，F FWM/ 2仪器总的精细度为F = F R?F F/ ( F R+F F),通常对总 精细度F的限制来自F F,约为十几到几十仪器的分辨本领为 F?2 nh/入三、技术参数:1、 平面性误差小于入/100平行度调整良好时，精细度＞35o2、 镜面镀层为多层介质硬膜，中心波长5 4 6 1 ?,波段宽度大于10 0 0 ?，反射率约9 4%（也可按用户要求制作）3、 空气隙厚度可选购1、2、5、10 mm厚度四种（也可按用户要求 制作）间隔材料为零膨胀微晶玻璃。

4、 通光孔径①2 75、 外形尺寸：镜筒外径①62，长41 ，调节旋钮最长位置30 mm四、使用方法：1、 平行度调节这是用好F - P标准具的关键，务必耐心细致操作用滤光片选取光谱灯 的某谱线，或用扩束激光（其波长应在标准具镜面高反射波段范围内） 照射白纸以此照明标准具，眼睛朝标准具通光孔径望去，如图二所示， 应看到一系列等倾干涉同心环，（近视眼必须戴上矫正眼镜才能看清） 若眼睛向某方向横移时看到干涉环冒出扩大，表示沿此方向标准具镜间 距是增大的，应旋紧该方向的调节旋钮，或旋松相反方向的旋钮若眼 睛横移时看到干涉环缩小湮灭，则与上述反之调节每个旋钮柱子上都 刻有三个圈，内圈表示该旋钮已到最紧位置，外圈表示已到最松位置， 调节时尽量使三个旋钮不要进入太紧或太松状态耐心细致调节三个旋 钮，使眼睛向任意方向横动时都几乎看不出干涉环的大小变化，这样才 能得到好的分辨率2、 选择成象透镜利用成象透镜可在其焦面上显现标准具的等倾干涉环图象单色光相邻 级次干涉环的间距为 入f2/hD其中入为光波长，h为标准具的镜间距，D 是干涉环的径直，f是成象透镜的焦距可见随f的增大，相邻环的间距 迅速增大，f太小时干涉环会太细微密集， 应选择f适当的成象透镜，使 干涉图便于观测。

图二.通常观测平行度方法LS —线光谱光源；Li —聚光透镜；IF —干涉滤3、 选择聚光透镜 通常聚光透镜把光源 的象投在F - P标准具 位置，这样干涉图上 干涉环的亮度较大， 且外围的干涉环也能 充分显现，可根据具 体实验系统中光 源一一标准具位置按 物象公式算得合适的 聚光透镜焦距4、 相近谱线的观测F - P标准具有很高的分辨率，但它能研究的波长范围却受“自由光谱区”的限制，当两条谱线波长差超出自由光谱区时，因不知其干涉级次差几 级，而不能确定其波长差，除非通过其他手段能确定它们的干涉级次差 所以通常使用F - P标准具时需采用某种预单色器，如滤色片、单色仪、 摄谱仪等设有二条相近谱线 入1、入2 ,形成二套同心干涉环由2nhcosa =mX可见，若入2＞入1，在同一干涉级次 K中，波长稍大的 谱线所形成的干涉环在波长稍小的谱线所形成的干涉环的内侧即：D2v D1,如图三所示它们的波数差为：〜〜〜 22^ 2 2l v v1 - v ^ = ( D 1 D 2 ) ： 2 nh ( D k 二-D k )波长差则为：二r _ • 2 =仝2 其中h为标准具镜间距，D1和D2是入1和入2在同一级次中的干涉环直径，DK和DK— 1是同一波长(可以任选入1或入2)的相邻两级干涉环直径，n为空气折射率通常可近似为1，若需精确值，可取n=1.000293(1大气压标准空气条件下)。

K- 2 )级图三五、注意事项:1、 F - P标准具是极为精密的光学仪器，应绝对避免跌、撞拆装必 须在超净无尘环境下由专业人员操作2、 使用时应细致调节平镜的平行度，调节旋钮不应过紧以免平镜发 生变形3、 使用中环境温度应恒定，避免电风扇、空调风直接吹到仪器4、 保存中应注意防尘、防潮和防霉II•固体 Fabry -Perot 标准具（SFPE）一、 用途：与空气隙F-P标准具相同，所不同的是固体F-P标准具是单片石英器件，两 镜面的平行度已在制作过程中得到保证， 不需作平行度调节，使用特别方便，同 时结构小巧坚实，占据空间很小，因此还特别适用于激光腔内选模、 光通信中波 分复用二、 结构与原理：固体标准具是一块超高精度的石英平行平镜， 所用石英材料损耗极小，均匀性等级极高，制作过程中必须保证二面的超精密平整和平行， 而镀以高反射率（保留百分之几的透射率）低损耗膜层入射光在镜间多次反射，各次部分透射光产 生多光束干涉；当满足2nhcosB =mX时（入为光波长，m为整数，B为光线对镜 面的入射角，h为镜间距，n为镜间介质的折射率）得到干涉极大值由于石英的 折射率n不为1时，这时“自由光谱区”（见AFPE介绍）中不能略去n,而为 △入FSR=X 2/2门人或4 v FSR=C/2nh （C为光速），选用SFPE的厚度时，应考虑 到n,由于石英介质存在一定色散，对波长差较大的不同谱线，其光学厚度略有 不同。

另外，固体介质的均匀性会略逊于静态空气可以证明，标准具的角色散 da/ d入〜n2/入a由于固体标准具的 n~1.46，所以角色散要比空气隙标准具大一倍多； 因此，看起来等倾干涉图中环与环之间的距离也明显比空气隙标准具大三、 技术参数：1. 平面性误差小于入/ 100,精细度》302. 几何厚度系列有：1、1.4、3、5 10mm也可按用户要求制作）在不同波 长时，其介质折射率为：入（nm） 365.5 404.7 435.8 546.1 587.6 656.3n 1.474 1.470 1.467 1.460 1.458 1.456其中厚度为1.40mm的尤其适合作为磁感应强度1.0〜1.2T时塞曼效 应的观测3. 镜面膜层为多层介质膜，反射率约94%,高反波段宽度大于1000?，中心波长5461?也可按用户要求制作）4 .基片直径：①10,①20，①255 .外框尺寸：外径①32，厚16mm（片厚 1.0,1.4,2.0mm ） ; 19mm片厚 5mm）;24mm片 厚 10mm）四、使用方法:置于单色光光路中即能看到等倾干涉环聚光透镜和成象透镜的选择可参阅 “空气隙F-P标准具”中相关部分。

为了使等倾干涉环的圆心投到需要的位置，标准具的方位角庄能调节观测相近谱线的方法可参阅“空气隙 F-P标准具”中相关部分。