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法布里-珀罗(F-P)标准具实验测试分享 - 筱晓光子

发布时间:2022-03-23      点击次数:134

一、法布里-珀罗(F-P)标准具






法布里-珀罗(英文:Fabry–Pérot interferometer)干涉仪,是一种由两块平行的玻璃板组成的多光束干涉仪。其中两块玻璃板相对的内表面都具有高反射率。当两块玻璃板间用固定长度的空心间隔物来间隔固定时,它也被称作法布里-珀罗标准具或直接简称为标准具。


F-P(法布里-珀罗)标准具因为平板反射率高,多光束等倾斜干涉条纹极窄,所以是一种高分辨率的光谱仪器。可用于高分辨光谱学,和研究波长非常靠近的谱线,诸如元素的同位素光谱、光谱的超精细结构、光散射时微小的频移,原子移动引起的谱线多普勒位移,和谱线内部的结构形状;也可用作高分辨光学滤波器、构造精密波长计;在激光系统中它经常用于腔内压窄谱线或使激光系统单模运行,可作为宽带皮秒激光器中带宽控制以及调谐器件,分析、检测激光中的光谱(纵模、横模)成分。





二、工作原理及主要参数



干涉仪采用的是多光束干涉原理,主要由两块平行平板(G1、G2)组成,内侧分别镀上高反射膜,于是入射到平板内的光线会多次反射,然后光束干涉,投射出亮暗相间的干涉图案。





工作原理




干涉仪:G1、G2板间距离可变,
标准具:G1、G2板间距离固定。

标准具光谱图与光源强度有关:








光源光谱



标准具实际光谱图



归一化标准具光谱图






F.P标准具主要技术参数:

1、自由光谱范围(Free Spectral Range,FSR):相邻两个峰之间的间距。


2、精细度(Fitness,F):两个相邻条纹之间(一个FSR范围内)能分辨条纹的最大数目。

条纹精细度越大,条纹越细锐,波长锁定性能越好。



透射光谱随高反射膜的反射率变化的特性曲线






3、半高宽(Full width at half maximum, FWHM):峰值高度一半时的透射峰宽度。




三、筱晓光子近红外中红外FP标准具技术参数




技术参数

技术指标

工作波段

近红外1.3-2.0um,中红外2.5-14um

直径

25.4mm+/-0.05mm

通光孔径

22.9mm

长度

100mm+/-0.2mm

平行度

5-10 arc sec

端面平整度

中红外 1/4 lambda,近红外 1/10 lambda

表面质量

中红外80-50,近红外60-40

管壳




四、实验测试




测试步骤:

1,安装1532nm激光器,连接电源,USB线

2,激光器输出连接到光纤准直器

3,用BNC转BNC线连接信号发生器到激光器驱动的低频调制端口

4,用BNC转BNC线连接探测器到示波器的通道2端口

5,打开激光器,打开信号发生器(三角波调制,频率1KHZ,电压幅值500mW)

6,激光器发出的光通过标准具,打在探测器光敏面上,通过调整标准具的角度,在示波器上查看调制波形。




测试结果:





实验结论:

通过实验,我们观察示波器上的波形可以看出,标准具的平行度好,端面平整度高,条纹细锐,表示精细度越高,波长锁定性能越好。