Многолучевая интерферометрия. Интерферометр Фабри-Перо

Новый этап развития многолучевой интерферометрии связан с созданием оптических квантовых генераторов — лазеров. Наряду с активной средой и источником возбуждения основными элементами лазеров являются резонаторные системы, представляющие собой многолучевые интерферометры типа Фабри-Перо. Применение интерферометра в качестве объемного резонатора с открытыми боковыми стенками и торцовыми поверхностями, частично про- [c.7]

Вторым типом многолучевых интерферометров, получивших наиболее широкое распространение, являются приборы с нормальным падением света, к которым относятся интерферометры типа Фабри-Перо (рис. 3). Интерферометр Фабри-Перо представляет собой, в общем случае, две зеркальные полупрозрачные поверхности и Sa, разделенные слоем прозрачного вещества [c.11]

Многолучевой интерферометр типа Фабри-Перо с воздушным Промежутком по сравнению с другими типами многолучевых интерферометров наиболее удобен для исследования прозрачных неоднородностей [c.12]

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]

Рис. 4.12. Многолучевая интерференция в интерферометре Фабри — Перо.

Изобретенный в 1897 г. многолучевой интерферометр Фабри-Перо в настоящее время является одним из самых распространенных спектральных приборов. Трудно найти область физического эксперимента, в которой не использовались бы те или иные методы и Приборы многолучевой интерференционной техники. [c.5]

Дифракционный многолучевой интерферометр. Одним из основных требований к интерференционным монохроматорам является высокая светосила. В обычных эталонах Фабри-Перо часть падающего на интерферометр света идет на образование картины в отраженном свете и, следовательно, ие используется при работе [c.73]

В качестве многолучевого интерферометра Фабри-Перо для измерения концентраций электронов может быть использован оптический резонатор, возбуждаемый лазерным излучением. Экспериментальное осуществление лазерного интерферометра сделано Эшби [129]. [c.179]

Многолучевой интерферометр Люммера — Герке представляет собой плоскопараллельную пластину очень высокой степени точности. Отступление от параллельности здесь не превышает 0,02— 0,01 длины волны исследуемого света. В большинстве случаев такие пластины изготовляются из кристаллического кварца или стекла, но бывают случаи, когда интерферометр такого типа строится на основе использования воздушного слоя между двумя посеребренными пластинками подобно интерферометру Фабри — Перо. [c.206]

Многолучевой интерферометр тина Люммера — Герке, так же как и интерферометр Фабри — Перо, используется в сочетании с призменными спектрографами. При этом он устанавливается двумя способами, аналогичными установке интерферометра Фабри— Перо во внешнем и внутреннем параллельных пучках. [c.208]

Большое число когерентных световых пучков может возникнуть в результате дифракции при прохождении плоской волны через экран с одинаковыми регулярно расположенными отверстиями (метод деления волнового фронта). Распределение интенсивности в такой многолучевой интерференционной картине будет рассмотрено в 6.5 на примере дифракционной решетки. Здесь мы изучим интерференцию при многократных отражениях света от двух параллельных поверхностей (метод деления амплитуды). На этом принципе действует интерферометр Фабри—Перо, широко используемый в спектроскопии высокого разрешения и в метрологии. Он может быть выполнен в виде плоскопараллельной стеклянной или кварцевой пластины, на обе поверхности которой нанесены отражающие слои, либо в виде двух пластин, у которых покрытые отражающими слоями плоскости установлены строго параллельно друг другу и разделены воздушным промежутком. [c.256]

Для осуществления первого способа необходимо иметь слой диэлектрика, поверхности которого обладают высоким коэффициентом отражения. В этом случае интенсивность лучей, испытавших два, три и больше число отражений, будет медленно спадать. Впервые такого типа многолучевая двухзеркальная система была предложена учеными Фабри и Перо в 1897 г. для спектроскопических исследований. В настоящее время ее чаще называют интерферометром Фабри—Перо, который не только не утратил своего значения, но и получил весьма широкое применение для различных целей физического эксперимента. [c.135]

К числу приборов, использующих принцип многолучевой интерференции, можно отнести интерференционные светофильтры, интерферометр Фабри—Перо, резонаторы лазеров, дифракционные решетки и др. [c.135]

Но здесь следует учитывать и другие факторы, ограничивающие увеличение Я к ним относятся несовершенство изготовления отражающих поверхностей зеркал и погрешность в установке параллельности этих поверхностей. Эти факторы становятся существенными, когда наблюдают бесконечно широкую полосу равной толщины или кольца равного наклона. Для интерферометра Фабри—Перо с плоскими зеркалами увеличение Я больше 0,94 не имеет смысла, и реально достижимые значения Л эфф не превышают 30—40. В многолучевых интерферометрах с конфокальной геометрией хода лучей рабочие размеры зеркал существенно уменьшаются, в результате чего можно получить значения Л эфф = 100-Ч-150. [c.226]

Рассмотрим многолучевой поляризационный интерферометр. Таким интерферометром является интерференционно-поляризационный филь"> р (ИПФ). Он применяется для выделения узких спектральных участков с большим спектральным интервалом между ними. Практическое использование ИПФ в основном аналогично использованию интерферометра Фабри—Перо. Рассмотрим принцип работы ИПФ. [c.327]

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 (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]

Цель работы изучение принципа работы и устройства многолучевого интерферометра Фабри—Перо, формирование картины колец равного наклона, изучение юстировки прибора, способов сканирования интерференционной картины. [c.512]

Клиновой интерферометр Фабри—Перо. Интерферометр Фабри— Перо можно использовать для получения многолучевых полос равной толщины. В этом случае между пластинами следует создать воздушный клин, направив на него параллельный пучок, и наблюдать интерференционную картину на поверхности клина или вблизи нее. Рассмотрим некоторые оптические характеристики клинового интерферометра. Пусть световой пучок падает перпендикулярно ко второй поверхности клина (рис. [c.127]

В настоящем параграфе рассмотрим некоторые многолучевые установки и приборы, в которых в отличие от интерферометра Фабри— Перо интерференционная картина получается за счет прохождения света через больше, чем две, отражающие поверхности. [c.136]

Использование многолучевых трехзеркальных интерферометров целесообразно в тех случаях, когда важно усреднение по площади объекта свести к минимуму, по сравнению с двухлучевой интерференцией. Кроме того, эти интерферометры дают узкие интерференционные максимумы, а контраст картины приближается к тому, который имеет место в интерферометре Фабри—Перо. Вместе с тем такие системы работают в низких порядках интерференции. Возможность получения многолучевой интерференции в низких порядках представляет интерес, так как в этом случае не требуется высокой монохроматичности излучения при исследовании протяженных объектов. [c.143]

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]

Интерферометр Фабри — Перо является самым распространенным спектроскопом высокой разрешающей силы. Интерференционная картина образуется в результате многолучевой интерференции при прохождении пучка лучей через плоскопараллельную пластину с двумя зеркальными поверхностями (рис. 284) [c.450]

Работа интерферометра Фабри—Перо основана на принципе многолучевой интерференции. Интерференция происходит в плоскопараллельной пластинке — эталоне Фабри—Перо, состоящем из двух кварцевых или стеклянных пластин (рис. УП.45). [c.418]

Книга посвящена описанию схем, конструкций и методик применения многолучевых интерферометров типа Фабри-Перо для изучения процессон и явлений r прозрачных средах, рас положенных между зеркалами интерферометра. Рассмотрены различные схемы многолучевых интерферометров, основные типы источников света, способы и устройства (монохроматоры) для получения узких спектральных линий, конструкции интерферометров, способы точной юстировки и устройства для их реализации, вопросы техники обработки интерферограмм и способы их расшифровки, методы регистрации инте[ ревциошюй кар- [c.2]

Для многолучевого интерферометра типа Фабри — Перо Аб = 2л/100Л эфф при AL/L = 0,05. Если Я = 0,92, то Л эФф = = 38. Тогда Аб = 2я/3800. [c.227]

Переходя к описанию многолучевых интерферометров, ограничимся элементарной теорией интерферометра Фабри—Перо. Это, пожалуй, самый простой и вмести с. тем весьма эффективный прибор такого типа. В дальнейшем кратко рлссказа)10 о возможных применениях интерферометра Фабри —Перо, а сейчас обратимся к выводу основнь х соотношений. [c.238]

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]

В О. п. 3. на основе одноплечевого интерферометра Фабри — Перо модуляция фазы света в световоде преобразуется в модуляцию интенсивности благодаря многолучевой интерференции лучей разл. порядков отражения от торцов световода. [c.461]

Для полного использования потенциальных возможностей этого метода оставалось ждать изобретения современной цифровой вьиисли-тельной машины. В приложении к измерениям длин волн двухлучевой интерферометр бьш заменен многолучевым методом, использованным в интерферометре Фабри-Перо. Затем в 50-х годах началось возрождение метода, послужившее основой современной фурье-спектроскопии (разд. 6.5). [c.137]

При измерении длин волн с помопхью многолучевого интерферометра (эталона Фабри и Перо) дробные части порядка интерференции определяют по диаметрам интерференционных колец. Вначале для этого фотографируют интерференционную картину при всех измеряемых длинах волн и затем на негативах, пользуясь [c.53]

Основной сферой Применения многолучевых интерферометров Фабри-Перо является спектроскопия высокой разрешающей силы [61, 117, НО]. Свойство Интерферометра разрешать очень близко расположенные друг к другу линии источника позволяет успешно исследовать сверхтонкую структуру спектральных линий, обусловленную наличием у атомного ядра механического и магнитного моментов, свойства атомного ядра по изотопическому сдвигу спектральньгх линий, вызванному движенйем ядра и электрона вокруг общего центра тяжести, влияние внешних электрических полей на тонкую структуру линии и т. д. Наряду с этим интерференционные спектроскопы Фабри-Перо широко применяются для определения температуры в плазме, пламенах, газах, для измерения скорости течений по допплеровскому уширению, для изучения спектров поглощения и т. д. [c.5]

Резонаторное устройство состоит из двух зеркал, расположенных у торцов стержня перпендикулярно его оси, отстоящих друг от друга на величину (10 4-10 ) Я,. Эта система представляет собой многолучевой интерферометр, в котором световые лучи, распространяющиеся вдоль оси резонатора, многократно отражаются зеркалами. После каждого отражения они проходят через активную среду и усиливаются за счет индуцированного изл>чения возбужденных атомов. Одно из зеркал выполняется частично пропускающим (Коэффициент пропускания I—5%) и служиг для вывода генерированпого сишала из резонатора. Резонаторная система выполняется в виде сферического эталона ФабрИ Перо (см. гл. Ill, п. 2), в ко7 ором два одинаковых вогнутых сферических зеркала расположен-ы на расстоянии, равном радиусу кривизны зеркал. Особенность конфокальной системы заключается в более низком уровне дифракционных потерь, а также в возможности менее точной обработки зеркальных поверхностей 159]. Часто в качестве резонатора используют торцы кристалла, нанося на них отражающие слои, при этом наилучшие результаты дают многослойные диэлектрические покрытия. [c.80]

Наиболее распространенным многолучевым интерферометром является интерферометр Фабри — Перо. Продольное сечение главно10 узла этого прибора представлено на рис. 152. Цифрами I и II обозначены две пластины интерферометра, плоские поверх- [c.191]

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]

В монографии справочного характера [21] отдельная глава посвящена оптическим свойствам кристаллов с учетом их анизотропии. Изложение ведется на современном уровне с привлечением тензорного аппарата кристаллофизики. В книге [11] рассмотрены вопросы инженерной теории в основном двухлучевых интерферометров. Описаны также интерферометры для различных технических измерений. В основном аналогичные вопросы затрагиваются в монографии [20] применительно к многолучевым интерферометрам, построенным по схеме Фабри—Перо. Разнообразные применения различных интерферен ционных схем для производственного контроля оптических эле ментов и устройств рассмотрены в работе [13]. Следует отме тить единственную в своем роде книгу [8], где излагаются ре фрактометрические методы, в частности, интерференционные [c.525]

Наиболее распространенным многолучевым двухпластинчатым интерферометром является интерферометр (эталон) Фабри—Перр (ИФП). Изобретенный учеными Фабри и Перо в конце XIX столетия этот прибор не потерял своего значения и в настоящее время. Интерферометр Фабри—Перо представляет собой две стеклянные или кварцевые пластинки Pi и р2, разделенные воздушным промежутком d (рис. 17.1). Внутренние поверхности пластин имеют покрытия Si и Sa, обладающие высоким коэффициентом отражения. Многократные отражения луча, падающего на прибор, приводят к интерференции многих пучков, которые в проходящем и отраженном свете создадут интерференционную картину. В соответствии с рассмотрением, проведенным в 7, в проходящем свете в фокальной плоскости объектива будут наблюдаться узкие интерференционные максимумы и широкие минимумы. Картина в отраженном свете будет обратной. [c.122]

Напомним, что интерферометр Фабри—Перо работает на принципе многолучевой интерференции, и поэтому для определения перечисленных характеристик следует обратиться к выраженияА/1 (7.11) и [c.123]

Интерферометр Фабри — Перо. Многолучевые интерференционные полосы, создаваемые плоскопараллельной пластипкой при почти нормально.м освещении, используются в интерферометре Фабри Перо 1491. Основными частями его служат две стеклянные или кварцевые пластины Рг и Рг (рис. 7.59) с плоскими поверхностями. Внутренние поверхности пластин, покрытые частично прозрачными пленками с высокой отражательной способностью, параллельны, и воздух, заключенный между этими поверхностями, образует плоскопараллельную пластинку. Сами пластины делают слегка клиновидными, чтобы устранить вредное влияние свега, отраженного внешними непокрытыми поверхностями. В первых образцах прибора одна пластина была неподвижна, а другая устанавливалась на салазках, что позволяло перемещать ее с помощью винта относительно первой. Однако вследствие ненадежности механической конструкции такие системы вышли из употребления. В настоящее время нла- [c.302]

Многолучевыми полосами Физо пользуются в оптических цехах для испытания высококачественных оптических поверхностей, например у пластин, применяемых в интерферометре Фабри — Перо они широко использовались также То.яанским и его сотрудниками лри изучении топографии почти плоских кристаллических и металлических поверхностей [87]. Испытуемая и оптически плоская эталонная поверхности, покрытые отражающими слоями серебра, плотно прижимаются друг к другу. Создаваемые воздушной прослойкой интерференционные полосы рассматриваются в микроскоп с большой угловой апертурой, позволяющей использовать все полезные пучки. Если X = Х /п — длина ВОЛЛЫ в воздухе, то полосы соответствуют контурам исследуемой поверхности, определяемым плоскостями, параллельными эталонной поверхности и разделенными интервалами Х/2. При достаточно большом клине между пластинами в иоле зрения появляется большое число полос (см., например, рис. 7.76), и можно измерить неровности исследуемой поверх1Юсти, определяя отклонение полос от прямых линий там, где неровности поверхности достигают Ак, полосы смещаются в сторону на Ат порядков так как [c.327]

Из (9.3) следует, что распределение интенсивности при дифракции на решетке описывается произведением двух функций характеризует дифракцию на одной щели, а — многолучевую интерференцию пучков, исходящих от всех щелей. В отличие от многолучевой интерференции в интерферометре Фабри—Перо, в данном случае все пучки имеют равную 1И1тенсивность. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...