Интерферометр Фабри— Перо ширина

Считая, что разрешение двух близких интерференционных колец наступает при 6т == к/п, где г. — ширина интерференционной полосы (см. рис. 5.55), получим в удовлетворительном приближении для разрешающей силы интерферометра Фабри—Перо [см. (5.68)] [c.323]

Разрешающая способность. Интерферометр Фабри—Перо достаточно надежно разрешает две близкие спектральные компоненты, расстояние между которыми равно аппаратной ширине интерференционного максимума 6у. Эту величину и принимают в качестве предела разрешения интерферометра. Используя (2.47), для величины бv можно получить выражение [c.80]

Для измерения фаз применяется техника, основанная на анализе динамических интерферограмм. Схема экспериментальной установки, реализующей этот метод, изображена на рис. 6.34. Исследуемый импульс вводится в интерферометр Маха — Цандера, в одно из плеч которого помещен узкополосный спектральный фильтр (эталон Фабри — Перо). Ширина полосы пропускания фильтра выбрана меньше обратной длительности импульса, так что он играет роль узкополосного фильтра, формирующего опорный импульс. Интерференция опорного импульса с исследуемым, распространяющимся по другому плечу [c.283]

С точки зрения измерения ширины линии излучения лазеров особенно интересны свойства интерферометра Фабри — Перо, в котором используются сферические отражающие поверхности, расположенные на расстоянии, равном их радиусу кривизны, друг от друга [20]. Преимущество такого прибора при работе [c.388]

Для типичного интерферометра Фабри—Перо с высоким разрешением, предназначенного для лазерной спектроскопии, примем, что nd = 100 см, R = 0,95, os ф 1 при X = 1 ж/с, или k = == 6 10 см К Тогда / о — 10 . Следовательно, и интерферометром Фабри — Перо можно измерять ширины линий порядка бЯ = 10 нм. Этого тоже недостаточно для спектроскопии газовых лазеров, но достаточно для других типов лазеров. [c.422]

Другая возможность увеличения разрешающей способности интерферометра Фабри — Перо заключается в повышении коэффициента отражения зеркал. Однако в реальном приборе такая возможность ограничена несовершенством его поверхностей. Инструментальный контур неидеального интерферометра уширяется из-за наложения смещенных относительно друг друга контуров Эйри, создаваемых разными участками его поверхностей (см. 5.7). При очень высоком коэффициенте отражения контуры от отдельных участков становятся столь узкими, что форма результирующего контура будет целиком определяться дефектами поверхностей. Дальнейшее увеличение / в таких условиях нецелесообразно, так как разрешающая способность не возрастает, а количество пропускаемой световой энергии убывает из-за сужения контуров от отдельных участков и получается лишь ухудшение отношения сигнала к шуму. Картина здесь аналогична той, что получается при сужении входной щели спектрографа, когда ее ширина меньше нормальной разрешающая способность остается прежней, а интенсивность уменьшается. [c.326]

Интерферометр Фабри—Перо (ИФП) как спектральная система. В гл. 3 были уже рассмотрены количественные характеристики многолучевого двухзеркального интерферометра. В конце сороковых годов нашего столетия такой интерферометр был использован в качестве монохроматора для тонкого спектроскопического эксперимента. Полосы равного наклона, получаемые в фокальной плоскости объектива, расположенного после ИФП, совмещались с металлической маской (диафрагмой). Маска имела узкие кольцевые прорезы, положения которых точно совпадали с положениями интерференционных максимумов различных порядков. Также можно было бы иметь в маске только одно круглое отверстие, совпадающее с центральным максимумом. Если ширина кольцевой или диаметр круглой диафрагмы таковы, что будут выделять определенную долю интерференционного максимума, то на выходе такого устройства получим излучение, имеющее весьма узкий спектральный интервал в соответствии с характеристиками по [c.457]

Возможность последовательного расположения двух интерферометров следует из того, что их угловая дисперсия не зависит от параметра t, а определяется только углом интерференции ф. На рис. 7.3.3 дано распределение интенсивности для тонкого , толстого интерферометров и суммарное распределение при отношении толщин 1 4. Максимумы тонкого интерферометра совпадают с каждым четвертым максимумом толстого интерферометра. В результате совместной работы двух интерферометров Фабри—Перо получим узкие интерференционные максимумы, ширина которых будет определяться щириной максимумов толстого интерферометра. Расстояние между ними, выраженное в длинах волн, определится толщиной тонкого интерферометра. [c.466]

Измерение контуров и ширины спектральных линий. Для измерения физической ширины спектральных линий, излучаемой источником линейчатого спектра, используются спектральные приборы высокого разрешения. Ранее мы подробно рассмотрели характеристики и конструкцию интерферометра Фабри—Перо, который широко используется для такого рода измерений.. При этом можно применять как фотографический, так и фотоэлектрический способ регистрации интерференционной картины. Известно, что ИФП является прибором узких спектральных интервалов и поэтому требует, как правило, дополнительной монохроматизации. [c.495]

Интерферометр Фабри—Перо как резонатор лазера. Для получения эффекта генерации излучения, т. е. создания когерентного и направленного излучения, необходим оптический резонатор, настроенный на определенную длину волны. Он представляет собой ИФП с зеркалами сравнительно небольших размеров, между которыми помеш ается активная среда (см. 3). Часто одно из зеркал делают полупрозрачным, а другое — полностью отражаюш им. Коэффициент отражения R зеркал выбирается в зависимости от заданного усиления активной среды и может лежать в пределах 0,2—0,98. Чаще всего стремятся к увеличению параметра Rt. Лавина фотонов, возникающая в активной среде и увлекающая за собой все новые и новые порции фотонов, оказывается как бы зажатой между двумя зеркалами. В оптическом резонаторе происходит накопление электромагнитной энергии. Оптический резонатор определяет пространственную и временную когерентность лазерного излучения, а следовательно, существенно влияет на форму и ширину генерируемой спектральной линии. [c.128]

Возможность последовательного расположения двух интерферометров следует из (17.8). Из этой формулы видно, что угловая дисперсия не зависит от параметра а определяется только углом интерференции ф. На рис. 18.2 дано распределение интенсивности для тонкого (а), толстого (б) интерферометров и суммарное (в) распределение при отношении толщин 4. Максимумы тонкого интерферометра совпадают с каждым пятым максимумом толстого интерферометра. В результате совместной работы двух интерферометров Фабри—Перо получим узкие интерференционные максимумы, ширина которых будет соответствовать толщине толстого интерферометра. Расстояние между ними, выраженное в длинах волн по (17.9), определяется толщиной тонкого интерферометра. При соответствующей кратности р можно получить полную картину сверхтонкой структуры исследуемой спектральной линии в пределах данного порядка интерференции. Определим наибольшее допустимое отношение й /й, так как оно определяет максимальную величину разрешимого спектрального интервала. Для этого следует найти наиболь- [c.137]

Для работы спектрометра с интерферометром Фабри—Перо с заданной реальной разрешающей способностью необходимо правильно выбрать размер диафрагмы. Диафрагма как уже ранее упоминалось, должна выделять некоторый заданный реальный спектральный интервал в пределах одного интерференционного порядка. Обычно используют кольцевую диафрагму. Можно рассчитать ширину диафрагмы, которая обеспечит заданную разрешающую способность. Обозначим ее радиус через р тогда Ар — кольцевая ширина диафрагмы, мм. Ее площадь равна = 2яр Ар или через угол интерференции [c.177]

Популярность интерферометра Фабри — Перо объясняется тем, что его пропускание Г(Хо, в) периодически изменяется с частотой и представляет собой серию пиков одинаковой амплитуды и очень малой ширины. В частности, для идеального бесконечно протяженного интерферометра Фабри — Перо, освещаемого плоской волной, пропускание Д ), в) определяется функцией Эйри (см. разд. 3.12.1) [c.562]

Найти число мод резонатора с длиной L = 1 см, 10 см, 100 см. Которые попадают в ширину линии Av = 6,22-10 Гц. Каково число мод в тех случаях, когда моды являются аксиальными (Е = == sin kx) модами интерферометра Фабри—Перо [c.40]

Если ширина компоненты Релея достаточно велика, то для определения формы линии этой компоненты также используется интерферометр Фабри — Перо 187, 114]. [c.136]

Спектр излучения эксимерных лазеров без специальной селекции содержит одну или несколько компонент шириной 0,1— 0,3 нм каждая. Применение специальных селектирующих устройств (либо интерферометров Фабри — Перо, либо дифракционных решеток) позволяет сузить линию излучения до 1... 10 см и перестраивать ее в пределах 4=1 нм от центра линии свободной генерации. [c.46]

Рассмотрите излучение линии Нр атомами в обычной разрядной трубке при 27°С. Проанализируйте излучение с помощью интерферометра Фабри — Перо, у которого расстояние между пластинками увеличивается до тех пор, пока сохраняется видимость полос. Предельный порядок интерференции равен 50 000. Какова ширина линии, если предположить, что контур линии прямоугольный Находим ширину, намного большую естественной ширины. Предполагая, что все атомы движутся с одинаковой скоростью, т. е. со средней тепловой скоростью (у), рассчитайте ширину линии, обусловленную эффектом Доплера, и сравните ее с экспериментально полученным значением. [c.344]

Если выбрать ширину входной щели монохроматора таким образом, чтобы ширина ее изображения в фокальной плоскости камерного объектива L, выраженная в частотах, была меньше области дисперсии интерферометра Фабри—Перо, то спектры соседних порядков не будут перекрываться. Таким образом, в каждом порядке интерференции будет представлен весь участок исследуемого спектра. [c.180]

Важным элементом многих лидаров для зондирования окружающей среды является диэлектрический интерференционный фильтр, изготавливаемый методом напыления. Эти фильтры, состоящие из перемежающихся слоев с высоким и низким показателями преломления, пригодны для использования в большей части спектра от УФ- до средней ИК-области. Их спектральные кривые пропускания аналогичны кривым интерферометра Фабри — Перо невысокого порядка и являются селективными по своей природе, причем ширина полосы пропускания может быть близкой к 1 нм. Почти во всех случаях интерференционные фильтры используются для нормального (к поверхности фильтра) падения коллимированного излучения. Если фильтр повернуть на 45°, то длина волны центра полосы пропускания уменьшится на 2—3%. Эти фильтры чувствительны также к температуре. Коэффициент пропускания интерференционного фильтра в крыльях полосы близок к 10-3 коэффициента пропускания в центре полосы, что дает коэффициент подавления паразитной радиации порядка 10- . Во многих случаях для улучшения коэффициента подавления и сужения спектральной полосы пропускания используются пакеты из двух или более таких фильтров. Однако это всегда достигается за счет снижения коэффициента пропускания в полосе и увеличения чувствительности к перекосам фильтров по отношению к оптической оси. [c.250]

Оценка А/, при выбранных выше значениях (I = 0,5 см X = 5 10" см) приводит к допустимой ширине структуры, примерно равной 0,25А. При больишх значениях I область свободной дисперсии А/, становится еще меньше. Это значит, что интерферометр Фабри—Перо следует использовать лишь для иссл дования контуров спектральных линий, выделенных каким-либо более грубым спектральным прибором. [c.247]

В заключение остановимся на принципе действия интерференционных фильтров, получишпих за последние годы широкое распространение. Интерференционный фильтр — это устройство, позволяющее пропустить значительную часть светового потока в определенной узкой области длин волн. Ширина полосы пропускания Л/, обычно составляет несколько десятков ангстрем. Принцип действия подобного фильтра понятен, если представить себе интерферометр Фабри —Перо с очень ма- сьсм расстоянием I между пластинами. [c.253]

Наибольшие значения разности хода имеют место при голографировании трехмерных объектов, когда Ь практически совпадает с размерами объекта. Если, следовательно, последние составляют несколько десятков см, то Av не может превышать 0,01 см . Для сравнения укажем, что ширины спектральных линий в газоразрядных источниках света, как правило, находятся в пределах 0,1 — 1 см , и поэтому их применение в голографии предполагает дополнительную монохроматпзацию с помощью спектральных приборов с высокой разрешающей силой типа интерферометра Фабри —Перо (см. 30, 50). [c.260]

Исследование сверхтошсой структуры и изотопического сдвига в оптических спектрах требует применения спектральных приборов высокой разрешающей силы, таких, как интерферометр Фабри— Перо, а также специальных источников света, дающих узкие линии. Важное место среди них занимают разрядные трубки с охлаждаемым полым катодом. В этих трубках, особенно при охлаждении катода жидким азотом, достигается существенное снижение доплеровской ширины линий (см. задачу 17, 1). [c.72]

Использование лазерного источника в спектроскопии позволило более качественно производить измерения рассеянного света. Так, высокостабилизированный Не—Ые-лазер с шириной полосы излучения меньше 100 Гц может использоваться как источник света и как генератор электромагнитных колебаний. Частотный сдвиг рассеянного света можно измерять либо при помощи интерферометра Фабри—Перо, либо спектрометром по методу биений. При этом могут быть измерены сдвиги от нескольких гГц до нескольких кГц и получена информация о времени релаксации молекул в жидких и полимерных растворах в диапазоне от 10 до 10 с. [c.219]

Управление шириной линии. Помещая в основной резонатор дополнительные отражающие поверхности, можно отселектировать большинство аксиальных мод. Если между зеркалами резонатора поместить интерферометр Фабри — Перо, то это вызовет сильную амплитудную модуляцию близко расположенных друг к другу пиков отражения основного лазерного излучения, что в свою очередь будет препятствовать достижению порога генерации для большинства мод. [c.281]

Для сферического интерферометра Фабри-Перо справедливы основные характеристики плоского параллельного интерферометра (относительная ширина полосы, область дисперсии, контрастность и т. д.). Интерфенционная к тина в С( рическом интерферометре возникает в результате аберрационных искажений, вызванных отступлением реальных поверхностей о идеальных 11421. [c.76]

Синхронизация мод лазера на АИГ Nd исследовалась Куи-зенгой и Сигманом, экспериментально подтвердившими многие выводы теории, данной в разд. 4.2 [4.6]. Для синхронизации мод лазера на АИГ Nd ими использовался электрооптический фазовый модулятор на кристалле LiNbOs с частотой модуляции 264 МГц. Ширина спектра излучения Av определялась с помощью интерферометра Фабри—Перо. Для измерения длительности импульсов Xl использовался быстродействующий фотодиод. Длительность более коротких импульсов определялась корреляционным методом на основе измерения второй гармоники (см. гл. 3). В зависимости от глубины модуляции Ьрм наблюдались импульсы длительностью от 40 до 200 пс при средней выходной мощности 300 мВт. Без принятия дополнительных мер кристалл модулятора выполнял роль эталона Фабри— Перо, ограничивавшего ширину спектра излучения лазера. Для сокращения длительности импульсов необходимо исключить селекцию мод модулятором, устранив мешающие отражения (для этого можно, например, скосить входные окна модулятора под углом Брюстера к оптической оси резонатора). Можно также наклонить модулятор на достаточно большой угол, устранив таким образом перекрытие падающего и отраженного пучков. Измерялась зависимость ширины спектра излучения и длительности импульсов от коэффициента глубины модуляции 8рм. Результаты измерений представлены на рис. 4.6. Проведенные через экспериментальные точки прямые подтверждают предска-10 [c.147]

Рассмотренный ниже пример гелий-неонового лазера, работающего на длине волны 1,15 мк, показывает, что применение интерферометра Фабри — Перо обеспечивает практически необходимое разрежение мод для возникновения генерации на одной или нескольких оптических частотах, а также оптическую обратную связь, которая необходима в случае переходов с низким усилением. Ширина допплеровской линии для перехода на длине волны 1,15 мк приблизительно равна Avd = 800 Мгц, тогда как естественная ширина, определенная по времени жизни спонтанного излучения с помощью уравнения (5.48), приблизительно равна Avjv = 80 Мгц. Частотный интервал между осевыми модами лазера при расстоянии между зеркалами 1 м ( l2d == = 150 Мгц) превышает естественную ширину линии, что обеспечивает попадание пяти или шести основных мод в полную ширину линии для резонатора без проводящих стенок. Если бы стенки резонатора были металлическими, то, как следует из выражения (5.5), число мод приближалось бы к 10 . [c.300]

Поверхности пластины покрываются тонкими металлическими слоями с достаточно большой отражательной способностью, но частично пропускающие свет. В результате получается миниатюрный интерферометр Фабри—Перо, причем для выбранной длины волны 5/2 = л, sin (р/2) = 0. Следовательно, при достаточно высокой отражательной способности металлических слоев эта система действует как узкополосный фильтр. Типичная ширина полосы пропускания, определяемая на половине максимальной интенсивности, составляет около 20 нм, что для такой простой системы является хорошим показателем. Падение света предполагается нормальным к поверхности. Ширина полосы пропускания может уменьшаться примерно вдвое, если имеется интерференционньш максимум второго порядка. Однако в этом случае наряду с волной длины X будет пропущена и волна длины 2Х (см. также 29). [c.179]

В интерферометре Фабри—Перо дифракционные явления па входном отверстии прибора менее существенны, чем в предыду пщх случаях. Связано это с тем, что размеры входного отверстия здесь очень велики. Ширина главного дифракционного максимума в интерферометре Фабри—Перо составляет всего сотые доли расстояния между двумя соседними максимумами интерференции. Поэтому в интерфероАгетре Фабри—Перо наблюдаются те участки интерференционной картины, которые задаются направлением падения света. Для получения полной спстемы полос не-обходпдго, чтобы на интерферометр падало сразу множество плоских волн всех возможных направлений. [c.217]

Для интерферометра Фабри—Перо с аппаратной функцией (6.47) пределом разрешения можно считать шир1ину контура на половине высоты. Провал в наблюдаемом контуре от двух находящихся на таком расстоянии монохроматических линий составляет около 17%, т. е. это условие практически совпадает с обобщенным критерием Рэлея. Ширине контура соответствует изменение разности фаз на е = 2(1—Р)//Я [см. (5.74)]. Разность фаз 6 интерферирующих волн в максимуме т-го порядка равна 2лт. Изменению ее иа е соответствует изменение длины волны на 6Я. = [е/(2л/п)]Я., откуда для разрешающей силы Я./6Я. находим [c.325]

В силу малой аппаратной ширины линии лазер является идеальным источником света для спектральных исследований. Смещение и ширину компонент Брюллюэна—Мандельштама, а также отношение интенсивностей компонент часто определяют с помощью интерферометра Фабри — Перо, меняя давление газа [10, 30, 29, 49, 92, 113, [c.135]

Такое расширение, связанное с увеличением размера источника, зависит от резкости IF полос, образованных единичным элементом источника если l/f", то увсличеиие е влияет главным образом на увеличение интенсивности максимумов если же 1/iF, то влияние 8 сказывается главным образом на ширине полос. Данный. эффект формально очень напоминает расширеиие полос в интерферометре Фабри — Перо, связанное с наличием у пластин сферической кривизны (см. стр. 305), и это может помочь нам в его изучении. Соответствующая обработка результатов исследований Дюфура и Пикка [54] показывает, что если п кг /Х , превышает 1/S , то наблюдается лишь небольшое увеличение интенсивности максимумов, и можно утверждать, что при достижении половины этой величины полосы будут примерно па 10% шире, чем при точечном источнике. Учитывая преломление лучей на первой поверхности пленки, можно определить допустимый угловой радиус 8 источника соотношением --- [c.326]

Авторы работы [108] создали более чувствительный лидар с дифференциальным поглощением (ИК-ДПР), работающий в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне на длине волны 724,37 нм линии поглощения НгО. В этой лазерной установке применили лазер на рубине, работающий в режиме модуляции добротности, с энергией в импульсе 1,5 Дж для одновременного получения лазерного импульса с длиной волны 694,3 нм и лазерного импульса с длиной волны 724,37 нм. Такой режим работы достигли путем разделения луча на дйа с энергией в импульсе 0,25 и 1,25 Дж. Луч с энергией в импульсе 1,25 Дж использовали для накачки системы из двух ячеек с красителем, одна из которых служит генератором, другая — усилителем. Чтобы обеспечить возможность перестройки в интервале длин волн от 715 до 740 мм, применяли раствор DTD в диметил-сульфоксиде с концентрацией 1,2-10 М. Для получения узкополосной генерации использовали сочетание дифракционной решетки и интерферометра Фабри — Перо. В результате на выходе получали пучок с энергией в импульсе 0,165 Дж, длительностью импульса 30 не, шириной полосы генерации 0,008 нм и расходимостью менее 3,5 мрад. [c.371]

Одно из важнейших практич. применений О. т. с.— уменьшение отражат. способности поверхностей оптич. деталей (линз, пластин и пр. подробнее см. в ст. Просветление оптики). Нанося многослойные покрытия из большого (13—17 и более) числа чередующихся слоёв с высоким и низким п, изготовляют зеркала с большим отражения коэффициенто.ч, обычно в сравнительно узкой спектр, области (не только в диапазоне видимого света, но и в УФ и ИК диапазонах). Коэфф. отражения таких зеркал (50—99,5%) зависит как от длины волны, так и от угла падения. С помощью многослойных покрытий разделяют падающий свет на прошедший и отражённый практически без потерь на поглощение на этом принципе созданы эфф. светоделители (полупрозрачные зеркала). Системы из чередующихся слоёв с высоким и низким п используют и как интерференц. поляризаторы, отражающие составляющую света, поляризованную перпендикулярно плоскости его падения, и пропускающие параллельно поляризованную составляющую. Степень поляризации в проходящем свете достигает для многослойных поляризаторов 99%. О. т. с. позволила создать получившие широкое распространение интерференц. светофильтры, полоса пропускания к-рых может быть сделана очень узкой — существующие многослойные светофильтры выделяют из спектр, области шириной в 500 нм интервалы длин волн 0,1—0,15 нм. Тонкие диэлектрич. слои применяют для защиты металлич. зеркал от коррозии и при исправлении аберраций линз и зеркал (см. Аберрации оптических систем). О. т. с. лежит в основе многих других оптич. устройств, измерит. приборов и спектр, приборов высокой разрешающей способности. Светочувствит. слои фотокатодов и болометров б. ч. представляют собой тонкослойные покрытия, эффективность к-рых существенно зависит от их оптпч. св-в. О. т. с. применяется в лазерах и квант, усилителях света прп создании приборов высокого разрешения (напр., при изготовлении интерферометров Фабри — Перо) при изготовлении дихроичных зеркал, используемых в цветном телевидении в интерференц. микроскопии (см. Микроскоп) и т. д. К эффектам О. т. с. относятся также Ньютона кольца, Полосы равного наклона. Полосы равной толщины. [c.494]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...