Интерферометр Фабри— Перо разрешающая способность

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]

L ХАРАКТЕРИСТИКИ, КОТОРЫМИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ИНТЕРФЕРОМЕТРА ФАБРИ — ПЕРО [c.379]

Почему дисперсионная область интерферометра Фабри — Перо невелика Что происходит с разрешающей способностью интерферометра Фабри — Перо при увеличении дисперсионной области [c.178]

Разрешающая способность. Для дифракционной решетки она определяется так же, как и в случае интерферометра Фабри — Перо (см. 28), однако в качестве условия разрешения линий принимается условие Рэлея линии считаются разрешенным-и, если максимум интенсивности одной попадает на минимум интенсивности другой. [c.226]

Именно дефекты поверхностей остаются главной причиной, ограничивающей достижимые значения резкости полос и разрешающей способности (см. 6.6) интерферометра Фабри—Перо. [c.262]

Сравнивая (6.57) с (6.55) видим, что резкость Р играет роль эффективного числа пучков в интерферометре Фабри — Перо такое число пучков равной интенсивности обеспечивает ту же разрешающую способность, что и бесконечная последовательность пучков убывающей интенсивности. При / = 0,9 эффективное число пучков 30. Порядок интерференции т для центра системы колец равен т = 2к/к. При толщине Л 1 см для 31=500 нм /п 4-10 и теоретическая разрешающая сила превышает 1 млн. Увеличивая толщину Л, можно добиться еще больших значений К/дК, но это приведет к пропорциональному уменьшению свободной области дисперсии Ак = к/т = к /(2к), что целесообразно лишь при исследовании очень узких спектральных линий. [c.326]

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]

Номер луча N — последнего луча, который учитывается при многолучевой интерференции — определяется числом эффективных интерферирующих лучей Л/ эфф тогда окончательное выражение для разрешающей способности интерферометра Фабри— Перо имеет вид [c.358]

Интерферометр Фабри—Перо в настоящее время используется как спектральный прибор высокой разрешающей способности. Некоторые характеристики интерферометров Фабри— Перо, выпускаемых отечественной промышленностью, приведены в табл. 13. Рассмотрим спектральные характеристики интер- [c.458]

Окончательно из (7.3.7) можно написать формулу для теоретической разрешающей способности интерферометра Фабри— Перо как спектрального прибора [c.460]

Из (17.12) можно получить формулу для теоретической разрешающей способности интерферометра Фабри—Перо как спектрального прибора. Разрешающая способность (безразмерная величина), как известно, равна [c.126]

От точности изготовления пластин зависит основная характеристика интерферометра Фабри—Перо — его реальная разрешающая способность [c.132]

Интерферометры ИТ-28 и ИТ-51. В настоящее время отечественная промышленность серийно выпускает два типа интерферометра Фабри—Перо под марками ИТ-28 и ИТ-51. Эти приборы являются приборами высокой разрешающей способности и предназначаются для исследования структуры и контуров спектральных линий. [c.133]

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]

Интерферометр Фабри—Перо. Для вывода формулы разрешающей способности интерферометра Фабри—Перо (см. 17) в соответствии с обобщенным критерием Рэлея, необходимо определить так же, как и в предыдущем случае, разность хода для крайних лучей. [c.292]

Полученное выражение (40.16) совпадает с (17.14) и показывает, что разрешающая способность интерферометра Фабри—Перо пропорциональна порядку спектра к и числу интерферирующих пучков Л/ эфф- [c.293]

Интерферометры применяются как для абсолютных измерений длин волн с высокой точностью, так и для спектрального разложения с высокой разрешающей способностью. Если для абсолютных измерений прежде всего используется интерферометр Майкельсона, то для спектрального разложения доминирующим является интерферометр Фабри — Перо, он представляет собой открытый резонатор с двумя зеркалами, обладающими высокими коэффициентами отражения. Благодаря симметричной его конструкции относительно оптической оси этот интерферометр особенно удобен для исследования многих проблем НЛО и лазерной физики, в которых подобные резонаторы используются уже в самих источниках света. Кроме того, интерферометр многолучевого типа допускает относительно компактную конструкцию. Особенно часто употребляется интерферометр Фабри — Перо с плоскими пластинками, его аппаратная функция уже была рассмотрена в разд. BI.II. В первую очередь рассмотрим следующее условие регистрации пусть в направлении оси падает идеально параллельный световой пучок (угол падения 0 = 0). На выходе регистрируется прошедшая через интерферометр мощность излучения, зависящая от длины резонатора I. (Если интерферометр заполнен газом, то путем изменения давления можно изменять показатель преломления и оптическую длину пути в интерферометре.) Кроме того, можно регистрировать зависимость от 0, если направлять падающий свет под различными углами падения и затем измерять распределение интенсивности в фокальной плоскости [c.50]

Обычно применяются интерферометры Фабри — Перо с фиксированным расстоянием I = 0,3—200 мм между пластинами (с фотографической регистрацией) и с переменной длиной около й = 500 мм, которая перестраивается часто при помощи пьезоэлектрического эффекта. Таким образом, в рабочем режиме разрешающая способность имеет порядок 10 . При заданной разрешающей способности с помощью интерферометра Фабри — Перо достигаются большие мощности на приемнике, чем в случае спектрометров с решеткой и со сравнимой величиной диспергирующего элемента. Кроме интерферометров Фабри —Перо с плоскими зеркалами, в лазерной спектроскопии и в НЛО применяются также интерферометры Фабри —Перо со сферическими зеркалами при надлежащем выборе конфигураций может быть до- [c.51]

В тех случаях, когда требуется высокое спектральное разрешение, выбор обычно делается между интерферометром Фабри—Перо и монохроматором на дифракционных решетках [26]. Из них эталон Фабри — Перо обычно оказывается менее дорогостоящим и обладает более высокой разрешающей и пропускной способностью. Действительно, интерферометр Фабри — Перо был бы идеальным прибором во многих случаях, если бы не его основной недостаток — множество перекрывающихся по- [c.250]

Формула (50.4) показывает, что разрешающая способность спектрального аппарата равна произведению порядка спектра т на число световых пучков, интерферирующих в приборе. Число это для дифракционной решетки равно числу штрихов для пластинки Люм-мера—Герке или Фабри—Перо можно условно считать число N равным числу отраженных световых пучков значительной интенсивности (число эффективных лучей), которое тем больше, чем больше коэффициент отражения Я (см. 30). Для интерферометра Майкельсона Л/ = 2 для эшелона Майкельсона N равно числу пластин и т. д. [c.216]

Многолучевой интерферометр типа Фабри-Перо является спектральным Прибором высокой разрешающей силы. Он дает возможность различать свет различных длин волн, т. е. получать разделенное изображение двух близко расположенных относительно друг друга спектральных линий. Интерференционную картину определяют дисперсия интерферометра и его разрешающая сила. Угловая дисперсия характеризует величину угла, на который разойдутся два луча, различающиеся по длинам волн на весьма малую спектральную величину. Линейная дисперсия показывает расстояние между изображениями линий в фокальной плоскости объектива. Разрешающая сила характеризует способность интерференционного спектроскопа различать две близко расположенные спектральные линии источника. [c.13]

Спектральные аппарать должны обеспечивать возможность работы со слабыми интенсивностями исследуемого излучения. В этом отношении интерферометр Фабри—Перо существенно превосходит дифракционную решетку, особенно если пользоваться фотоэлектрической регистрацией в схеме сканирующего интерферометра Фабри—Перо. Разрешающая способность в Фурье-спектроскопии определяется максимальной разностью хода, которая может быть обеспечена механизмом подвижного зеркал , и достигает больших значений. [c.231]

ИНТЕРФЕРОМЕТР ФАБРЙ — ПЕРО — многолучевой интерференц. соектральиый прибор, с двумерной дисперсией, обладающий высокой разрешающей способностью. Используется как прибор с пространств, разложением излучения в спектр и фотогр. регистрацией и как сканирующий прибор с фотоэлектрич. регистрацией. И. Ф.— П. представляет собой плоскопараллельный слой из оптически однородного прозрачного материала, ограниченный отражающими плоскостя.чи. Наиб. широко применяемый воздушный И. Ф.— П. состоит из двух стеклянных или кварцевых пластинок, расположенных на нек-ром расстоянии d друг от друга [c.174]

Хотя история лазеров началась с использования плоского резонатора, его теория оказалась весьма крепким орешком . Особенно сложно дело обстояло с методами оценки дифракционных потерь. Правда, еще Шавлов и Таунс в своей основополагающей работе [197] попытались выполнить такудо оценку. По аналогии с известным приемом, позволяющим учесть влияние конечного размера зеркал интерферометра Фабри —Перо на его разрешающую способность [110], они отождествляли время, затрачиваемое наклонными световыми пучками до их выхода за пределы зеркал, со средним временем жизни фотонов в резонаторе. Благодаря своей наглядности такой упрощенный подход принес поначалу определенную пользу, однако уже расчеты Фокса и Ли [164] показали полную его несостоятельность. [c.92]

Сферический интерферометр [9, 46, U2 . Зависимость разности хода параллельного интерферометра Фабри-Перо от угла падения лучей приводит к существенному уменьшению светосилы при Повышении разрешающей силы, при этом чем меньшую часть линии Можно выделить с помощью диафрагмы, тем выше разрешающая способность прибора. Поэтому интерферометр с плоскими зеркалами должен обладать достаточно болыпои областью дисперсии для возможности геометрического диафрагмирования и боль- [c.75]

Недавно в литературе был описан интерферометр Конна, который представляет собой сканируюш,ий интерферометр Фабри— Перо со сферическими зеркалами [22]. Этот прибор особенно удобен для измерений спектра лазера, поскольку входное излучение должно быть согласовано с интерферометром в отношении размеров пучка и кривизны волнового фронта. Была получена спектральная разрешающая способность, равная 3 10 на длине волны 1 мк при расстоянии между зеркалами 50 см и коэффициенте отражения зеркал 99%. Это соответствует М й-нимально разрешимой полосе в 1 Мгц. [c.389]

Двухпроходная схема. Для увеличения разрешающей способности в оптической спектроскопии применяются многопроходные интерферометры Фабри-Перо, в которых световой пучок взаимодействует с оптическим резонатором последовательно несколько раз (существуют двух-, трех- и пятипроходные интерферометры) [6.55]. Рассмотрим, что дает неоднократное взаимодействие света с пластинкой применительно к термометрии. Пусть пучок, отраженный от плоко-параллельной пластинки, с помощью зеркала снова направляется на ту же пластинку. В результате такого двукратного отражения регистрируется величина. Если пучок, прошедший сквозь пластинку, отразить в обратном направлении и снова пропустить сквозь ту же пластинку, регистрируемой величиной будет Т . Форма резонансов заметно меняется минимум отражения становится шире, максимум пропускания сужается. Положение минимума отражения на кривой /2 (0) определяется с меньшей точностью, чем на кривой Я 9). Крутизна резонансной кривой Т в) в окрестности точки перегиба возросла по сравнению с крутизной кривой Т 9). Это позволяет увеличить чувствительность определения малых приращений температуры кристалла (намного меньших, чем температурный интервал между минимумом и максимумом). Однако для измерений в случае, когда увеличение температуры кристалла намного больше, чем интервал Ав, число прохождений пучка сквозь кристалл не играет заметной роли. [c.176]

Высокая разрешающая способность достигается как в интерферометрах Фабри—Перо и Майкельсона (порядка 10 ), так и в дифракционных решетках (порядка 10 ) й в других интерферометрах. Однако такая высокая разрешающая способность в них достигается за счет различных факторор. В интерферометре Фабри—Перо и Майкельсона она достигается за счет высоких порядков интерференции (порядка 10 ) при сравнительно небольшом числе интерферирующих лучей (несколько десятков в интерферометре Фабри—Перо и два луча в интерферометре Майкельсона), а в дифракционной решетке — за счет большого числа интерферирующих лучей (порядка 10 ) при малом порядке интерференции (несколько единиц). Благодаря этому дисперсионная область очень мала у интерферометра Фабри —Перо (порядка 10" нм) и интерферометра Майкельсона (порядка 10 нм) и очень велика у дифракционной решетки (порядка 10 нм). Поэтому если исследуемое излучение имеет большую дисперсионную область, а его необходимо исследовать с помощью приборов высокого разрешения с малой дисперсионной областью, то приходится комбинировать Между qoбoй различные спектральные аппараты. При этом пб лучаются одновременно и широкая дисперсионная область и большое разрешение. [c.231]

В результате ограниченно разрешающей способности интерферометра полученное распределение интенсивности, как уже упоминалось ранее, не является истинным распределением интенсивности в источнике света. Чтобы получить истинное распределение, необходимо внести поправки в экспериментально иолученное раснределение это возможно, если известно аппаратурное распределение интенсивности. Поскольку каждый спектральный прибор имеет свою аппаратную функцию, то на практике в зависимости от решаед1ых задач ее учет может быть более или менее актуальным и производится по-разному. Ниже речь будет идти лишь об интерферометре Фабри—Перо. [c.218]

Для малых углов падения os0 l и SK= / 2h). Спектральный интервал, занимаемый исследуемым излучением, не должен превышать этой величины, чтобы максимумы соседних порядков от отдельных монохроматических компонент излучения не перекрывались. По этой причине интервал АЯ. называют свободной областью дисперсии или постоянной интерферометра. В 6.6 показано, что с увеличением расстояния h между пластинами возрастает разрешающая сила прибора, характеризующая способность разделять две близкие по длине волны монохроматические спектральные линии. Однако из (5.81) видно, что увеличение h сопровождается уменьшением области дисперсии SK = l / 2h). При типичных значениях (ft = 5 мм Я. = 0,5 мкм) ДЯ. составляет менее 0,03 нм. Это значит, что при работе с интерферометром Фабри—Перо требуется (за очень редким исключением) дополнительный более грубый спектральный прибор для выделения в излучении источника спектрального интервала, не превосходящего дисперсионной области интерферометра. В простейшем случае может быть применен фильтр, но чаще интерферометр скрещивают с призменным или дифракционным (см. 6.6) спектральным прибором. Можно, например, спроецировать интерференционные кольца на плоскость щели спектрографа так, чтобы центр картины совпал с серединой щели. Когда исследуемый спектр состоит из отдельных линий, изображения щели в свете этих линий, получающиеся в соответствующих местах фокальной плоскости спектрографа, оказываются пересеченными поперечными дугами, представляющими участки колец (рис. 5.31). Таким образом можно изучать структуру спектральных линий, состоящих из нескольких близко расположенных компонент, так как каждая из компонент образует свою систему интерференционных колец. Измеряя на спектрограмме, какую долю от расстояния ДЯ. между дугами колец соседних порядков составляет расстояние между дугами расщепившихся колец, можно определить спектральные интервалы между компонентами линии, структура которой не разрешается спектрографом. Измерения обычно производят на втором или третьем от центра кольце, где дисперсия еще достаточно велика, но изменяется не столь быстро, как в центре интерференционной картины. [c.263]

Как показывает формула (6.55), разрешающая способность спектрального прибора равна произведению порядка интерференции т на число N интерферирующих световых пучков. Высокая разрешающая сила хороших дифракционных решеток достигается за счет бЬльших значений общего числа штрихов N при низких порядках интерференции (т=, 2, 3). В интерференционных спектральных приборах, наоборот, число пучков сравнительно невелико (Ы 30 для интерферометра Фабри — Перо, N = 2 для интерферометра Майкельсона), а большое разрешение достигается за счет высоких порядков интерференции т. [c.325]

Сложный интерферометр Фабри—Перо — мультиплекс . Одиночный интерферометр Фабри—Перо не может обеспечить большую область дисперсии и одновременно высокую разрешающую способность. Это утверждение вытекает из соотношения (3.7.23). Чем меньше величина бЯ, и следовательно, больше разрешающая способность прибора, тем меньше область дисперсии Л.Х. [c.465]

Из теории интерферометра Фабри — Перо следует, что чем больше расстояние между пластинами, тем выше разрешающая способность и тем меньше спектральная величина области дисперсии прибора. Необходимость иметь прибор с достаточно большими значениями разрешающей способности и спектральной величины области дисперсии привела к созданию сложного 1И1терферометра. [c.457]

Остановимся еще на разрешающей способности интерферометра Фабри — Перо и пластинки Луммера — Герке. В них интерферируют пучки, интенсивность которых медленно убывает с возрастанием номера пучка. Если бы число пучков было бесконечно, как предполагалось при вычислениях в 36, то спектр содержал бы только одни главные максимумы (см. рис. 141) и никаких добавочных максимумов и минимумов ). В этом случае критерий спектрального разрешения Рэлея теряет смысл. Поэтому в 36 был дан другой критерий. Для разрешающей способности интерферометра Фабри — Перо оп приводит к формуле (36.5), имеющей тот же вид, что и формула (47.3). Роль числа интерферирующих пучков. V играет величина iV = 2я ]/ /(1—/ ), практически равная 2л/(1—/ ). В этом нет ничего неожиданного, так как интуитивно следует ожидать, что убывание интенсивности эквивалентно ограничению числа эффективно действующих пучков без учета их ослабления. Число таких эффективных пучков, очевидно, пропорционально 1/(1 —/ ). [c.320]

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]

Для характеристики степени монохроматичности спектральных линий, т. е. излучения практически изолированных атомов, надо исследовать распределение интенсивности излучения по частотам с помощью прибора высокой разрешающей способности, например интерферометра Майкельсона или Фабри—Перо. Результат такого исследования можно представить в виде диаграммы (рис. 28.16), где по оси абсцисс отложены длины волн, а по оси ординат — соответствующие интенсивности. Конечно, нижние части полученных кривых очень мало достоверны, и можно полагать, что в идеальных условиях кривые спадали бы к нулю асимптотически. В разных условиях опыта (различие в природе пара, различие в температуре и давлении его, в степени иониза-0,01 000 0,03 Щ ции и т. д.) форма спектральной линии, изображенная на рис. Рис. 28.16. Контур линии испуска- 28.16, может быть различной. В качестве характеристики ширины линии условно принимают расстояние в ангстремах между двумя точками А, В, где ордината достигает половины максимальной. Эту условную характеристику принято называть шириной спектральной линии. Как сказано, она в очень благоприятных случаях может составлять 0,001 А и менее, но обычно бывает значительно шире кроме того, и форма линии мом ет сильно отступать от приведенной на рисунке, будучи иногда заметно асимметричной. [c.572]

Разрешающая способность интерферометра с наклонными зеркалами не больше, чем разрешающая способность обычного Ш1терферометра Фабри — Перо, но требования к качеству пластин значительно ниже и проблема настройки значительно облегчена. Пользуясь парой пластин с коэффициентом отражения 98%, плоских с точностью до 1 —10 длин волн, при промежутке между пластинами, равном 10 см, и при хорошо сколлимирован-ном пучке легко разрешить 10 Мгц. [c.388]

Возможно, что когда-нибудь рштерферометр Фабри — Перо удастся усовершенствовать на основе самого лазерного принципа, так что он станет пригодным для измерения исключительно узких линий газового лазера. Разрешающую способность интерферометра можно повысить [26], заполняя интерферометр активной средой, которая усиливала бы сигнал до уровня, немного не достигающего порога лазерной генерации тогда [c.423]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...