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          法布里-珀羅(F-P)標準具實驗測試分享 - 筱曉光子實驗分析④ 2021-10-08

          一、法布里-珀羅(F-P)標準具




          法布里-珀羅干涉儀(英文:Fabry–Pérot interferometer),是一種由兩塊平行的玻璃板組成的多光束干涉儀。其中兩塊玻璃板相對的內表面都具有高反射率。當兩塊玻璃板間用固定長度的空心間隔物來間隔固定時,它也被稱作法布里-珀羅標準具或直接簡稱為標準具。


          F-P(法布里-珀羅)標準具因為平板反射率高,多光束等傾斜干涉條紋極窄,所以是一種高分辨率的光譜儀器??捎糜诟叻直婀庾V學,和研究波長非??拷淖V線,諸如元素的同位素光譜、光譜的超精細結構、光散射時微小的頻移,原子移動引起的譜線多普勒位移,和譜線內部的結構形狀;也可用作高分辨光學濾波器、構造精密波長計;在激光系統中它經常用于腔內壓窄譜線或使激光系統單模運行,可作為寬帶皮秒激光器中帶寬控制以及調諧器件,分析、檢測激光中的光譜(縱模、橫模)成分。




          二、工作原理及主要參數


          干涉儀采用的是多光束干涉原理,主要由兩塊平行平板(G1、G2)組成,內側分別鍍上高反射膜,于是入射到平板內的光線會多次反射,然后光束干涉,投射出亮暗相間的干涉圖案。


          微信圖片_20211008093519.jpg



          微信圖片_20211008093530.jpg


          工作原理



          干涉儀:G1、G2板間距離可變,
          標準具:G1、G2板間距離固定。

          標準具光譜圖與光源強度有關:


          微信圖片_20211008093549.jpg






          光源光譜


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          標準具實際光譜圖


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          歸一化標準具光譜圖




          F.P標準具主要技術參數:

          1、自由光譜范圍(Free Spectral Range,FSR):相鄰兩個峰之間的間距。

          微信圖片_20211008093650.jpg


          2、精細度(Fitness,F):兩個相鄰條紋之間(一個FSR范圍內)能分辨條紋的最大數目。

          條紋精細度越大,條紋越細銳,波長鎖定性能越好。


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          透射光譜隨高反射膜的反射率變化的特性曲線




          3、半高寬(Full width at half maximum, FWHM):峰值高度一半時的透射峰寬度。


          微信圖片_20211008093729.jpg


          三、筱曉光子近紅外中紅外FP標準具技術參數




          技術參數

          技術指標

          工作波段

          近紅外1.3-2.0um,中紅外2.5-14um

          直徑

          25.4mm+/-0.05mm

          通光孔徑

          22.9mm

          長度

          100mm+/-0.2mm

          平行度

          5-10 arc sec

          端面平整度

          中紅外 1/4 lambda,近紅外 1/10 lambda

          表面質量

          中紅外80-50,近紅外60-40

          管殼




          四、實驗測試



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          測試步驟:

          1,安裝1532nm激光器,連接電源,USB線

          2,激光器輸出連接到光纖準直器

          3,用BNC轉BNC線連接信號發生器到激光器驅動的低頻調制端口

          4,用BNC轉BNC線連接探測器到示波器的通道2端口

          5,打開激光器,打開信號發生器(三角波調制,頻率1KHZ,電壓幅值500mW)

          6,激光器發出的光通過標準具,打在探測器光敏面上,通過調整標準具的角度,在示波器上查看調制波形。




          測試結果:

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          微信圖片_20211008093838.jpg


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          實驗結論:

          通過實驗,我們觀察示波器上的波形可以看出,標準具的平行度好,端面平整度高,條紋細銳,表示精細度越高,波長鎖定性能越好。















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