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法布里-珀羅 F-P標(biāo)準(zhǔn)具 參數(shù)及介紹

更新時間:2022-12-20點擊次數(shù):1835

標(biāo)準(zhǔn)具,全稱為法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具,又叫F-P標(biāo)準(zhǔn)具、Etalon,本質(zhì)上是干涉儀的一種,它是由兩個平行表面組成的一種干涉儀。

標(biāo)準(zhǔn)具和尺子有很大的相似之處,尺子用來測兩點之間的距離,標(biāo)準(zhǔn)具則用來測量激光在一段時間掃過的頻率。





尺子的最小計量單位是他的最小刻度間隔,普通刻度尺測到mm,游標(biāo)卡尺、千分尺的刻度則更小,標(biāo)準(zhǔn)具也是如此,它的最小測量單元叫做自由光譜程(Free Spectral Range),下文簡稱為FSR。當(dāng)一束掃頻中的激光垂直入射標(biāo)準(zhǔn)具時,從標(biāo)準(zhǔn)具另一端輸出的透射光功率將周期性地出現(xiàn)透射峰,如下圖所示,兩個峰之間的距離就叫FSR,它可以在波數(shù)、波長、頻率三種單位之間進行換算。







通常在購買標(biāo)準(zhǔn)具時,廠家會給出具體標(biāo)準(zhǔn)具的FSR參數(shù),在使用時只需要計數(shù),激光掃過了多少個FSR,就知道了激光剛剛改變了多少的頻率。為了追求更精細(xì)的FSR,要么增加標(biāo)準(zhǔn)具的長度,要么增加傳輸介質(zhì)的折射率,其根本,都是在增加光程。







我們也可以使用波長計或吸收譜線等絕對頻率測量設(shè)備對FSR進行測定。我們用2108.8nm激光器作為光源,用三角波對其光頻進行緩慢掃描,頻率0.1Hz,如下圖所示:




標(biāo)準(zhǔn)具透射光功率時域圖




激光頻率時域圖




從結(jié)果可以得知,激光一次掃描掃過的波長為0.6894nm,掃過FSR共計46個,因此FSR = 0.6894nm/46=0.015nm,更換為波數(shù)單位:


FSR = 0.6894/46/2108/2108*10^7 = 0.0337 cm-1


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