Область дисперсии в интерферометре

Область дисперсии в интерферометре Фабри — Перо 198 [c.814]

Центр области дисперсии в -гексане лежит приблизительно при частоте 1,82 10 гц, в то время как, например, в углекислоте он находится при частоте 2,29-10 гц. Это делает особенно перспективным исследование дисперсии скорости звука в парах оптическим методом, который позволяет производить измерения при более высоких частотах, нежели ультразвуковой интерферометр. [c.131]

Область дисперсии, или постоянная интерферометра. Если интерферометр освещается немонохроматическим светом, соответствующим участку спектра между А, и X, то вследствие дисперсии интерференционные кольца будут расширенными. При некотором значении ДЯ=Я,—А, ширина колец станет равна расстоянию между соседними порядками интерференции и интерференционная картина исчезнет. Указанный интервал длин волн ДА, определяющий максимальную ширину участка спектра, в пределах которой интерферометр [c.79]

Интерферометр Фабри —Перо, состоящий из двух идентичных зеркал, разделенных воздушным промежутком длиной L, освещается монохроматическим непрерывным светом с перестраиваемой частотой. Из измерения зависимости интенсивности выходного пучка от частоты падающей волны было найдено, что область дисперсии интерферометра равна 3-10 Гц, а его разрешение составляет 60 МГц. Вычислите расстояние между зеркалами L интерферометра, его резкость и коэффициент отражения зеркал. Вычислите также добротность Q резонатора Фабри —Перо на длине волны 0,6 мк.м (оранжевый цвет) и время жизни фотона в резонаторе. [c.233]

Заслуживает внимания предложение использовать интерферометр Фабри—Перо в качестве фильтра. Располагая диафрагму в центральной зоне интерферограммы Фабри—Перо, можно уменьшить полосу пропускания такого фильтра до доли области дисперсии, определяющейся размером диафрагмы. Предельные возможности фильтра Фабри—Перо ограничены качеством пластин интерферометра и внутренними потерями интенсивности света, которые растут при увеличении разрешающей силы. Потери интенсивности можно уменьшить, используя сферический резонатор Фабри—Перо [29]. При помощи интерферометра Фабри — Перо со сферическими отражателями уже достигнута длина когерентности в 10 ж [30, 31], и возможно, что она будет доведена до 300 м [32]. [c.328]

Таким образом, характеристики приборов, основанных на применении дифракционных решеток, в настоящее время близки к тем характеристикам, которые необходимы для спектроскопии высокой разрешающей силы. Но интерферометр Фабри—Перо все еще остается непревзойденным по своей разрешающей силе и светосиле во многих областях спектра. Поскольку у него мала область дисперсии ( 1 А), его иногда приходится применять в схемах со скрещенной дисперсией. [c.329]

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]

С помощью поворота юстировочных винтов можно добиться неподвижности интерференционной картины при перемещении глаза наблюдателя. Если кольца при движении глаза по направлению к одному из винтов расходятся от центра, то следует уменьшить расстояние между пластинами, а если кольца сходятся к центру картины, то следует увеличить это расстояние. Таким образом надо поступать, пока картина не окажется неподвижной. На этом заканчивается этап юстировки интерферометра. Следующий этап состоит уже в согласовании работы интерферометра со спектрографом или монохроматором, которые необходимы для выделения свободной области дисперсии. [c.207]

Более точным методом исследования дисперсии в областях, близких к линиям поглощения, является метод крюков , предложенный академиком Д. С. Рождественским. Он ввел в ветвь интерферометра, где расположена кювета Т , стеклянную пластинку М (см. рис. 3.9.2). Она также внесет добавочную разность хода, которая, однако, будет иметь противоположный знак [c.232]

Это соотношение определяет расстояние в длинах волн между соседними максимумами, т. е. область дисперсии, через основной параметр 1 — расстояние между пластинами интерферометра. Так как I несравнимо больше Я, то интервал АЯ весьма мал и для получения спектра с помощью интерферометра необходима дополнительная монохроматизация излучения. [c.459]

Количественные характеристики интерферометра. Рассмотрим основные оптические характеристики этого интерферометра как спектрального прибора. К числу главных характеристик интерферометра следует отнести пропускание в максимуме, разрешимый спектральный интервал, свободную область дисперсии. [c.123]

Персией показателя преломления, то при этом в спектре появится область ахроматизации. Это имеет место, если компенсация производится с помощью дополнительного воздушного промежутка или компенсационной пластины, обладающей дисперсией, отличной от дисперсии исследуемого вещества. При этом центр области ахроматизации не будет соответствовать нулевой разности хода в интерферометре. Некомпенсированная разность хода при компенсации воздухом может быть рассчитана из следующих соображений. [c.170]

Одновременно методом ультразвукового интерферометра [2] были проведены исследования молекулярной дисперсии в парах Ф-11, Ф-21 и Ф-142, которые показали, что заметная дисперсия наблюдается лишь на высоких частотах 1 Мгц) в области давлений ниже 10 бар. [c.146]

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]

Исследование частотной модуляции сигнального и холостого импульсов проводилось методом динамической интерферометрии. На рис. 4.18 приведены динамические интерферограммы на выходе волоконного световода (а) и на выходе параметрического усилителя (б — сигнальный импульс, в — холостой). Область свободной дисперсии интерферометра Майкельсона составляла 555 см Ч Измеряя наклон полос, можно вычислить скорости изменения частоты со временем а , (. и х- Знак наклона полос обусловлен знаком частотной модуляции. Как видно из рисунка, полосы на частотах С0(, и со наклонены в разные стороны, т. е. фазовые характеристики сигнальной и холостой волн являются сопряженными, что непосредственно следует из уравнений параметрического усиления, записанных в приближении заданного поля накачки ( 3.3). При компрессии параметрически усиленных частотно-модулированных импульсов получено сжатие до 280 фс, пиковая мощность сжатых импульсов достигала 10 Вт. [c.194]

Из приведенных выше формул можно сделать вывод, что ИФП является спектральным прибором, обладающим очень высокими разрешающей силой, пропусканием, контрастностью. Действительно, в области длин волн Я = 500 нм, при толщине интерферометра f = 1 см и коэффициентах отражения зеркал 0,75 0,95, область свободной дисперсии составит АЯ = = Я 2 = 0,0125 нм, а контрастность АК будет равна Ко = 41 при R = 0,75 и достигает Ко = 1,5-10 при R = 0,95. При этом пропускание Го идеального ИФП в максимуме интерференции [c.8]

Известно, что приборы, построенные на принципах интерференции, дисперсии, дифракции и поляризации, широко применяются в самых разнообразных областях физического и технического экспе-. римента. Это обстоятельство нашло отражение в настояш,ей книге. Интерферометры различных типов применяются для весьма тонких метрологических измерений, для изучения оптических неоднородностей прозрачных объектов и воздушных потоков, для исследования температурных полей, для измерения микро- и макрорельефов поверхностей и т. д. [c.3]

В предыдущем параграфе показано, что сочетание интерферометра со спектральным прибором позволяет проводить измерение аномальной дисперсии и важнейших физических величин при использовании области спектра, близкой к линии поглощения вещества. Для измерения нормальной дисперсии и показателя преломления вещества также можно использовать интерферометр или сочетание интерферометра со спектральным прибором. [c.167]

Предполагая, что в резонаторах Фабри — Перо основные моды адекватно представляются плоскими волнами, распространяющимися между зеркалами в прямом и обратном направлениях (расстояние между зеркалами равно ё), для частот этих мод можно написать простое соотношение = 1/0(1 + я), где о = с/2с — частотный интервал между двумя соседними модами. Заметим, что в случае когда в качестве резонатора используется интерферометр Фабри — Перо, частоту V можно измерить с точностью до величины, кратной Поэтому о называют областью свободной дисперсии. [c.486]

Рассмотрим способ увеличения области дисперсии, в котором используется дополнительный ИФП. Это так называемый сложный интерферометр, состоящий из двух последовательно расположенных интерферометров, толщины которых находятся в кратном отношении (рис. 7.3.2). Такой сложный прибор называют мультиплексом . В фокальной плоскости объектива О1 [c.465]

В окрестностях максимумов интерференции при их совпадении для рассматриваемого интерферометра так же, как для интерферометра с равными расстояниями между зеркалами, относительная ширина интерференционной полосы определяется выражением (86), коэффициент пропускания интерферометра определяется произведением коэ4)фициснтов пропускания обоих интерферометров [см. выражение (68)1. Спект зальная величина области дисперсии определяется параметрами интерферометра с меньшей толщиной 1см. выражение (65)1, контрастность интерферометра различна в зависимости от характера наблюдаемой картины. В окрестностях совпадения максимумов обоих интерферометров контрастность интерференционной картины определяется параметрами второго интерферометра 1см. выражение (70)] вдали от мест совпадения максимумов, контрастность определяется произведением контрастностей интерферометров [см. выражение (71)]. [c.40]

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]

Перейдем теперь к шумам приемников света. Они различаются очень сильно в зависимости от того, (регистрируется видимая или ИК-область спектра. В фотоприемниках, предназначенных для регист рации видимого излучения, дисперсия случайных флюктуаций электрического сигнала на выходе растет линейнО с ростом светового потока. Это увеличение сводит на нет выигрыш Фелжета. Сделать отсюда вывод о том, что фурье-спектрометр не имеет преимуществ по сравнению с классическим монохроматором в видимой области спектра, было бы неверно, так как мы видели, что световой поток в интерферометре Майкельсона на два порядка больше, чем в монохроматоре. Следовательно, даже в этом неблагоприятном варианте отношение сигнал/шум для фурье-спектрометра будет на порядок величины-больше, чем для монохроматора. [c.108]

Из изложенного вьппе следует, что для повышения разрешаю-ш,ей способности многолучевого интерферометра необходимо увеличивать его размеры и в случае интерферометра Фабри — Перо расстояние между его зеркальными поверхностями. Однако при этом СИЛЬНО уменьшается область дисперсии, что при исследовании СЛОЖНЫХ спектров очень затрудняет работу. Поэтому при решении ряда задач по исследованию сверхтонкой структуры спектральных линий применяют сложные интерферометры тина мультиплексов, которые представляют собой два последовательно установленных интерферометра Фабри — Перо ). [c.203]

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]

Интерферометр Фабри — Перо проще в обращении и обеспечивает более высокую разрешающую силу, чем приборы с большими дифракционными решетками. Основной его недостаток — малая величина свободной области дисперсии. Система из двух последовательных интерферометров, толщины которых находятся в простом кратном отношении (мультиплекс), имеет область дисперсии, ха- [c.326]

В гл. 3 было показано, что интерферометры с делением волнового фронта обладают существенно меньшей светосилой по сравнению с интерферометрами с делением амплитуды волны. Дисперсионные спектральные приборы по существу являются многолучевыми интерференционными системами, в которых монохроматизация излучения обеспечивается делением волнового фронта на входном отверстии. Следствием этого является их малая светосила. ИФП, используемый в качестве спектральной системы, обладает существенно большей светосилой. Последнее является результатом того, что ИФП представляет собой интерференционную систему с делением амплитуды световой волны и его светосила определяется существенно большей областью продольной пространственной когерентности по сравнению с поперечной при одном и том же размере источника. Другими словами спектральные системы с двумерной дисперсией (ИФП) более светосильны, чем спектральные системы с одномерной дисперсией. В ИФП выделение узких спектральных составляющих возможно благодаря многолучевой интерференции. Двухлучевые интерферометры, например, типа Майкельсона являются, как и ИФП, спектральными системами с двумерной дисперсией, но не могут быть использованы для выделения узких спектральных интервалов без использования специальных приемов регистрации спектра. Одним из таких приемов является интерфренционная селективная модуляция. [c.473]

Рассматриваемую комбинацию из трех полупрозрачных зеркал можно осуществить, например, при помощи двух стеклянных плоскопараллельных пластинок или при помощи одной плоскопараллельной стеклянной пластинки и последующего воздушного слоя. Второй вариант нашел применение в интерференционном монохроматоре Н. Р. Батарчуковой. С помощью такого прибора удалось выделить излучение составляющих сверхтонкой структуры линий ртути и кадмия. Основную часть интерференционного монохроматора составляет сложный интерферометр, имеющий три отражающих покрытия, разделенных стеклянным и воздушным промежутками. Толщины промежутков подбираются так, чтобы при совместном их действии меньший промежуток определял область дисперсии, а больший — высокую разрешающую силу сложного интерферометра. На интерференционный монохроматор направляется излучение какой-либо спектральной линии, имеющей сверхтонкую структуру. Интерференционная картина колец равного наклона проецируется в плоскость предварительно рассчитанной диафрагмы, которая выделяет излучение, соответствующее выбранной составляющей сверхтонкой структуры, [c.143]

В 1948 г. Жакино и Дюфур предложили спектрометр Фабри — Перо, в котором фотопластинка была заменена фотоэлементом (который в настоящее время представлял бы собой ФЭУ или фотодиод), расположенным за системой точечных отверстий в плоскости, совмещенной с фокальной плоскостью выходной линзы. Этот метод называется сканированием центрального пятна. Изменяя линейно во времени давление газа внутри интерферометра или смещая зеркала, поддерживаемые пьезоэлектрическими прокладками, с фото детектора мы получим сигнал, который будет пропорщюнален спектральной яркости источника излучения на той частоте, на которую в данный момент настроен интерферометр. Например, если интерферометр поместить в камеру высокого давления, содержащую газ (показатель преломления газообразного при нормальных условиях равен примерно 1,00078), то можно достичь [60] скорости сканирования 3,9 А/атм. Если при сканировании давлением область свободной дисперсии не зависит от расстояния /, то при механическом сканировании эта область увеличивается с уменьшением. Чтобы просканировать всю область дисперсии, величину необходимо изменить на Х/2. [c.566]

Для более точного определения изменения показателя преломления в области аномальной дисперсии, где велико поглощение, Д. С. Рождественским был предложен спектро-интерференционный метод с/ ю сов , основанный на внесении дополнительной разности хода между опорным и измерительным пучками в двухлучевом интерферометре. В результате интерференционные полосы оказываются наклоненными, что позволяет количественно оценить параметры аномальной дисперсии. На рис. 14.6, б, изо6раже7ш дисперсия в парах натрия в области желтой дублетной линии. [c.227]

Для разделения спектров разных порядков применяют различные приемы (исполь. )уют стеклянные фильтры, селективные приемники излучения и т.д.). С равнительно легко отделить инфракрасное излучение от видимого или видимое от ультрафиолетового, но если разность длин волн, соответствующих соседним порядкам дифракции, невелика (а так будет всегда при использовании вькчлшх порядком), го приходится применять достаточно сложную схему монохроматнзации излучения. Поэтому (аналогично тому, как делалось в многолучевой интерферометрии) целесообразно ввести понятие области свободной дисперсии [c.322]

При L 5 см находим т 200 ООО и, значит, теоретическая разрешающая сила интерферометра превышает 5-10 . В принципе можно добиться еще больших значений /./(о/,,) путем увеличения расстояния между отражающими слоями, но это приведет к дальнейшему уменьшени.ю области свободной дисперсии Д>. = /- /(21), что целесообразно лишь при исследовании очень узких линий. [c.324]

ГД6 мин — мин. длительность импульса при компрессии. В качестве сред с аномальной дисперсией могут быть использованы пары металлов (в области частот вблизи однофотонного резонанса), устройства, состоящие из двух дифракц. решёток, нек-рые типы интерферометров. Оптимальной нелинейной средой для получения фазовой самомодуляции оказываются одномодовые волоконные световоды. Малость нелинейности (для кварцевого волокна % = 3,2-10" см /кВт) с избытком компенсируется возможностью поддержания устойчивого поперечного профиля пучка диам. 3 — 10 мкм па расстояниях порядка длины поглощения Z и 6 (в видимом диапазоне = 10 —10 ем). Оптич. компрессор, состоящий из волновода с нормальной дисперсией и двух дифракц. решёток, позволяет получить S 10. Существ, сжатия могут быть получены и при генерации оптич. солитонов. [c.304]

Можно найти условия, при которых интерферометр практически свободен от временных (с. 35) аберраций и наибольшее значение имеет дисперсия второго порядка. Центральная частота импульса должна удовлетворять равенству (31), ширина спектра [68]. Напомним, что в этих условиях трансформация сверхкороткого импульса интерферометром происходит так, как описано в 1.3 и 1.4. Если указанные условия не выполняются, то важной становится роль дисперсии более высокого порядка. В таком режиме работы интерферометр Жира — Турнуа может быть использован для компенсации временных аберраций [681. Оптические устройства, в которых достигается плавное изменение дисперсии групповой скорости в положительной и отрицательной областях, включающие два или четыре интерферометра Жира — Турнуа, разбираются в [66] и [68] соответственно. [c.58]

Фазовая самомодуляция в жидкостях с пС> приводит к возникновению положительного частотного свипирования импульса в тех его частях, где кривизна огибающей положительна. Для сжатия таких импульсов, как следует из рассмотрения 1.4, необходимы среды с аномальной дисперсией групповой скорости. В качестве таких сред использовались ячейки с парами металлов (в области частот вблизи однофотонного резонанса) [3], устройства, состоящие из пары дифракционных решеток [4], и некоторые типы интерферометров [5]. В экспе-шментах были реализованы коэффициенты сжатия 10 (от 20 до 2 пс 6] и от 100 до 7 ПС [7]). Недостатки схем компрессии, в которых используются неограниченные среды, связаны с неоднородностью частотного свипирования в поперечном сечении пучка и с тесной взаимосвязью пространственных и временных эффектов самовоздействия, приводящих к нестабильности параметров сжатых импульсов. [c.173]

Сначала детально рассмотрим принципы действия, основные характеристики и области применения спектральных приборов с одномерной дпсперспей — призменных и дифракционных, а затем (в гл. 6) — приборов с двумерной дисперсией — интерферометров Фабри — Перо, обращая особое внимапие па выбор параметров спектрального прибора и условий измереппя. позволяющих получить с тем или иным прибором максимальную информацию об исследуемом спектре. [c.19]

Интерферометр типа Рэлея можно осуществить на основе зеркальной оптики согласно схеме рис. 150, где все обозначения илгеют прежний смысл. Зеркальный интерферометр такого типа не имеет хроматической аберрации и прозрачен в очень широком спектральном интервале, что позволяет использовать его в лабораторной практике для измерений дисперсии тел в ультрафиолетовой области спектра. На приведенной схеме показано сочленение такого [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...