多光束干涉和法布里—珀罗干涉
F---P干涉仪表面平行的介质层中光的反射和折射
F-P干涉仪由两块平行的平面玻璃板或石英板组成，在其相对的内表面上镀有平整度很高的高反射率膜层。为消除两平板相背平面上的反射光的干扰，平行板的外表面有一个很小的楔角自扩展光源任意一点发出的一束光，入射到高反射率平面上后，光就在两点间多次往返反射，最后构成多束平行的透射光1，2，
实验内容
）操作内容
①以钠光灯扩展光源照明，严格调节F--P两反射面P1、P2的平行度，获得并研究多光束干涉的钠光等倾条纹；测定钠双线的波长差。
②用读数显微镜测量氦氖激光干涉圆环的直径D i,验证
D i+12—D2=常数，并测定P1、P2的间距。
）操作提示
①反射面P1、P2平行度的调整是观察等倾干涉条纹的关键。具体
0.007)10
?
，验证公式：
2
D=-i
d
=
b
∴
?
0.02)10
之间是线性关系，即D
X 要验证
n代表拟合多项式。参考文献
(1)李朝荣，徐平，
基础物理实验研究性报告论文题目:多光束干涉和法布里—珀罗干涉仪实验及其改进 第一作者:陈雪骑10231032 第二作者:王宇10231034 目录 引言 (2 实验重点 (2 实验原理 (3 实验内容 (9 原始数据及数据处理 (11
实验思考题 (13 误差分析与解决方法 (14 心得体会 (15 参考文献 (15 引言 1899年法国物理学家法布里和珀罗创制了以他们名字命名的法布里-珀罗干涉仪(简F-P干涉仪。用(相位相同的多光束干涉,可以获得细锐明亮且暗纹较宽的明条纹。因此一直是长度计量和研究光谱超精细结构的有效工具,多光束干涉原理还在激光器和光学薄膜理论中有重要的作用,是制作干涉仪器中干涉滤光片和激光共振腔的基本构型。 等倾干涉入射光经薄膜上表面反射后得第一束光,折射光经薄膜下表面反射,又经上表面折射后得第二束光,这两束光在薄膜的同侧,由同一入射振动分出,是相干光,属分振幅干涉。若光源为扩展光源(面光源,则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉,故属定域干涉。对两表面互相平行的平面薄膜,干涉条纹定域在无穷远,通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察。 实验重点 ,1,了解法布里珀罗干涉仪的特点和调节; ,2,用法布里珀罗干涉仪观察多光束等倾干涉并测量钠双线的波长差和膜厚; ,3,巩固一元线性回归法在数据处理中的应用。 实验原理 法布里-珀罗(Fabry-Perot干涉仪主要由平行放置的两块平面板所组成,
O S L1 G G' L2 S O i 图1,法布里珀罗干涉仪示意图 图1为这种干涉仪的示意图,在两个板相向的平面G和'G上镀有薄银膜或 其它反射率较高的薄膜,要求镀膜的平面与标准样板之间的偏差不超过 1/20~1/50波长。若两平行的镀银平面的间隔固定不变(通常采用石英或铟钢作 间隔,则该仪器称为法布里-珀罗干涉仪。面光源S放在透镜1L的焦平面上,使许多方向不同的平行光束入射到干涉仪上,在' GG间作来回多次的反射,最后透射出来的平行光束在第二透镜2L的焦平面上形成同心圆形的等倾干涉条纹。
多光束干涉和法布里—珀罗干涉
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:
大学物理实验研究性报告 多光束干涉和法布里—珀罗干涉 第一作者:何志明 第二作者：张猛１3０71054 机械工程及自动化学院
2015年5月２３日 摘要： 本报告将系统整理多光束干涉和法布里——珀罗干涉实验的实验原理、实验步骤、实验数据处理等内容，并对实验数据和实验中可能存在的误差、实验改进方法与建议做了较为详细的归纳,最后说明实验的收获与感想。 关键词： 干涉、波长、膜厚、数据处理、误差分析
目录? 摘要....................................................................................................................................................................... ２关键词 .................................................................................................................................................................. ２引言3? 实验原理 (4) 实验仪器 (6) 实验装置示意图................................................................................................................................................ ６实验内容7? 数据处理?８ 思考题11? 参考文献............................................................................................................................................................ １1 实验感想?１1 附：原始数据照片 (13) 引言 法布里——珀罗干涉仪(Ｆabry--Ｐeroｔinｔerｆeｒometｅr)简
i 极小转角的多光束干涉在线测量 引言：文章就极小转角的测量提出利用F-P干涉仪的想法。利用光学器件具有误差小测量精度优势，探究了利用现有的F-P干涉仪原理，并在此基础上进一步改进，进而实现其精确测量极小转角的目的。关键字：极小转角多光束干涉在线测量。 下图为F-P干涉仪的简易图 1．多光束干涉 由于F-P干涉仪利用分振幅多光束干涉，所以先对多光束干涉进行理论推导。利用透明薄透镜的第一个表面和第二个表面对光波的依次反射，将入射光的振幅分为若干部分，并由各部分光波再次相遇产生干涉。
假设入射光波的振幅为A，薄膜上下表面对光波的振幅反射比分 别为r 1、r' 2 (外表面反射)和r' 1 和r 2 （内表面反射），相应的振 幅投射比分别为t 1、t' 2 （自外向内）和t' 1 、t 2 （自内向外），则 反射光波的振幅依次为r 1A，r 2 t 1 t' 1 A，r2 2 r' 1 t 1 t' 1 A ， r3 2r2' 1 t 1 t' 1 A … 透射光波的振幅依次为t 1t 2 A，r 2 r' 1 t 1 t 2 A，r2 2 r2' 1 t 1 t 2 A， r3 2r3' 1 t 1 t 2 A，… 若n 1 =n 2 ,则r 1 =r' 2 =r, r 2 = r' 1 =r', t 1 = t' 2 =t'。i 1 =i' 2 =i。 于是根据斯托克斯倒易关系（|r|=|r'|，r2+tt'=1）得 反射光波振幅：rA，r（1-r2）A，r3(1-r2）A，r5（1-r2）A，； 透射光波振幅：（1-r2）A，r2（1-r2）A，r4（1-r2）A， r6（1- r2）A， 若振幅反射比r比较小，则多次反射可以忽略，这时只需要考虑前两束反射光和透射光的影响，从而可以使薄膜多光束干涉简化为双光束干涉，而且两束反射光波振幅近似相等，干涉图样的衬比度近似等于1；两束投射光光波振幅相差较大，其干涉图样衬比度小于1。 若振幅反射比r比较大,则相邻反射光合投射光光波振幅相差不大,各光束对叠加的贡献不可忽略,薄膜干涉变为不等强度的多光束干涉,这正是我们要研究的问题。
第四章多光束干涉 4.1 法布里－珀罗（F-P）标准具两反射面的反射系数为0.8944,求(1)条纹的位相差半宽度； (2)条纹精细度。 4.2 分别计算R=0.5, 0.8, 0.9, 0.98时，F-P标准具条纹的精细度。 4.3 F-P标准具的间隔h=2mm，所使用的单色光波长λ=632.8nm,聚焦透镜的焦距f=30cm,试求条纹图样中第5个环条纹的半径。（设条纹图样中心正好是一亮点。） 4.4 将一个波长稍小于600nm的光波与一个波长为600nm的光波在F-P干涉仪上进行比较。当F-P干涉仪两镜面间距离改变1.5mm时，两光波的条纹系就重合一次，试求未知光波的波长。 4.5 F-P标准具的间隔为2.5mm，问对于λ＝500nm的光，条纹系中心的干涉级是多少？如果照明光波包含波长500nm和稍小于500nm的两种光波，它们的环条纹距离为1/100条纹间距，问未知光波的波长是多少？ 4.6 F-P标准具两镜面的间隔为0.25mm，标准具产生的λ1谱线的干涉环系中第2环和第5环的半径为2mm和3.8mm，λ2谱线的干涉环系中第2环和第5环的半径分别为2.1mm和 3.85mm。两谱线的平均波长为500nm，试决定两谱线的波长差。 4.7 在4.3题中，如果标准具两镜面的反射率为R=0.98，(1)标准具所能测量的最大波长差是多少？(2)所能分辨的最小波长差是多少？ 4.8 已知汞同位素在绿光的四条特征谱线的波长分别为546.0753nm, 546.0745nm, 546.0734nm, 546.0728nm，它们分别属于汞的同位素Hg198, Hg200, Hg202, Hg204。问用F-P标准具分析这一结构时，如何选取标准具的间隔？（设标准具两镜面的反射率R=0.9。） 4.9 如果把激光器的谐振腔看作为一个F-P标准具，激光器的腔长h=0.5m，两反射镜的反射率为R=0.99，试求输出激光的频率间隔和线宽（设气体折射率n=1，输出谱线的中心波长λ＝632.8nm）。 4.10λF-P干涉仪两反射镜的反射率为0.5，试求它的最大透射率和最小透射率。若干涉仪为一折射率为n=1.6的玻璃平板所代替，最大透射率和最小透射率又是多少？（不考虑系统的吸收。） 4.11 在上题中，若考虑到干涉仪镜面的吸收，其吸收率为0.05，试求干涉仪最大透射率和最小透射率。 4.12 如图所示，F-P标准具两镜面的间隔为1cm，在其两侧各放一个焦距为15cm的准直透镜L1和会聚透镜L2。直径为1cm的光源（中心在光轴上）置于L1的焦平面，光源发射波长为589.3nm的单色光；空气的折射率为1。（1）计算L2焦点处的干涉级。在L2的焦面上能观察到多少个亮条纹？其中半径最大条纹的干涉级和半径是多少？（2）若将一片折射率为1.5，厚为0.5mm的透明薄片插入标准具两镜面之间，插至一半位置，干涉环条纹将发生怎样的变化？
基础物理实验研究性报告 多光束干涉与法布里—珀罗干涉仪 第一作者： 学号：15271116 院系：
摘要：本实验使用的F-P干涉仪是由迈克尔逊干涉仪改装的。经过笔者阅读课本，发现实验在调节p1，p2板时，仅调节两板平行，未调节p2板与导轨垂直，遂设计一实验方案，在调节两板平行前调节p2板平面与导轨垂直，做对照实验，分析两实验方案的精密度差异。另请重点看加蓝字体（在page2，page7，page10） 关键词：多光束干涉；波长；光程差；对比误差分析； 1.引言 1899年法国物理学家法布里和珀罗创制了以他们名字命名的法布里－珀罗干涉仪（简F-P干涉仪）。用（相位相同的）多光束干涉，可以获得细锐明亮且暗纹较宽的明条纹。它的特点是能够获取十分细锐的干涉条纹，因此一直是长度计量和研究光谱超精细结构的有效工具；多光束干涉原理还在激光器和光学薄膜理论中有着重要的应用，是制作光学仪器中干涉滤光片和激光共振腔的基本构型。因此本实验有着广泛的应用背景。 本实验使用的F-P干涉仪是由迈克尔逊干涉仪改装的。通过实验，不仅可以学习、了解多光束干涉的基础知识和物理内容，熟悉诸如扩展光源的等倾角干涉、自由光谱范围、分辨本领等基本概念，而且可以巩固、深化精密光学仪器的调整和使用等诸多技能。 2.原理部分 2.0 改进实验 如图，书中要求p1p2互相平行后开始测量。 书本中对实验方法的描述并没有考虑到P2与导轨是否垂直的问题，而这实际上是会带来测量误差的。
分析如下： 反射镜P2与反射镜P1的反射像P’1相互平行且垂直Y轴。通常通过测量反射镜P2沿Y轴移动的距离Δd及对应的冒出或陷入干涉条纹的个数n来测量入射光波的波长。这两者满足如下关系式: 2Δd = nλ 其中λ为入射光波的波长。 如果反射镜P2与反射镜P1的反射像M′2相互平行但与X轴成θ角,那么这两者满足如下关系式: 2Δdcosθ = nλ 根据方程式,显然在不考虑其它误差的情况下测量得到的波长值偏大。 又因为波长值放大是成倍放大而非线性放大， 现考虑如何消除该误差： 现试图让平面镜与导轨垂直，可以借助于虚像与实像连线垂直于平面镜的特性,即自准直原理。分别在平面镜上与导轨上设置参照物，调整使参照物的两个实像与虚像共线。 调整思路如下： 1.粗调. 初调反射镜P2 与P1 相互垂直且反射镜P2 与其移动方向垂直后。 2.将一弯折的笔芯固定在反射镜P2 上，让笔芯的尖端靠近平面镜中心。 3.在移动导轨上固定另一根笔芯，让该笔芯的尖端与另一个笔芯的尖端靠在一起。 4.移动反射镜P2,使两根针间距较大。 5.通过目镜观察,同时调节反射镜P2背后的螺丝,直到四笔尖(两笔尖和其在反射镜 P2 的像) 在同一直线上,那么反射镜P2 与其移动方向就垂直了。 决定做两组实验，一组调整p2与导轨垂直，一组不调整，分析不确定度。 2.1多光束干涉原理 F-P干涉仪由两块平行的平面玻璃板或石英板组成，在其相对的内表面上镀有平整度很好的高反射率膜层。为消除两平板相背平面上反射光的干扰，平行板的外表面有一个很小的楔角（见图1）。 图1. F-P干涉仪图2. 表面平行的介质层中 光的反射和折射
第四章多光束干涉 4.1法布里－珀罗（F-P）标准具两反射面的反射系数为0.8944,求(1)条纹的位相差半宽度；(2)条纹精细度。 4.2分别计算R=0.5, 0.8, 0.9, 0.98时，F-P标准具条纹的精细度。 4.3F-P标准具的间隔h=2mm，所使用的单色光波长=632.8nm,聚焦透镜的焦距f=30cm,试求条纹图样中第5个环条纹的半径。（设条纹图样中心正好是一亮点。） 4.4将一个波长稍小于600nm的光波与一个波长为600nm的光波在F-P干涉仪上进行比较。 当F-P干涉仪两镜面间距离改变1.5mm时，两光波的条纹系就重合一次，试求未知光波的波长。 4.5F-P标准具的间隔为2.5mm，问对于＝500nm的光，条纹系中心的干涉级是多少？如果照明光波包含波长500nm和稍小于500nm的两种光波，它们的环条纹距离为1/100条纹间距，问未知光波的波长是多少？ 4.6F-P标准具两镜面的间隔为0.25mm，标准具产生的 1谱线的干涉环系中第2环和第5环的半径为2mm和3.8mm， 2谱线的干涉环系中第2环和第5环的半径分别为2.1mm和 3.85mm。两谱线的平均波长为500nm，试决定两谱线的波长差。 4.7在4.3题中，如果标准具两镜面的反射率为R=0.98，(1)标准具所能测量的最大波长差是多少？(2)所能分辨的最小波长差是多少？ 4.8已知汞同位素在绿光的四条特征谱线的波长分别为 546.0753nm,546.0745nm, 546.0734nm, 546.0728nm，它们分别属于汞的同位素Hg198, Hg200, Hg202, Hg204。问用F-P标准具分析这一结构时，如何选取标准具的间隔？（设标准具两镜面的反射率R=0.9。）
光学薄膜技术复习提纲 闭卷考试120分钟 考试时间：17周周三下午3:00---5:00 （12月30号） 题型：选择题（10*2）填空题（10题24分）判断题（10题） 简答题（4题24分）综合题（2题22分，计算1题，论述1题）考试内容包含课本与课件，简答和综合题包含作业和例题 一、判断题 1.光束斜入射到膜堆时，s-偏振光的反射率总是比p-偏振光的反射率高（正确） 2.对称膜系可以完全等效单层膜（错误，仅在通带中有类似特性） 3.对于吸收介质，只要引入复折射率，进行复数运算，那么就可以完全使用无吸收时的公式（正确） 4.膜层的特征矩阵有两种表达方式：导纳矩阵和菲涅尔系数矩阵（错误） 5.简单周期性多层膜，在其透射带内R<<1 （错误） 6.在斜入射情况下，带通滤光片S —偏振光的带宽比p—偏振光的带宽为大（正确） 7.在包含吸收介质时，光在正反两个入射方向上的透过率是一样的（正确） 8.发生全反射时，光的能量将不进入第二介质（错误） 9.斜入射时，银反射膜的偏振效应比铝反射膜大（Al: 0.64-i5.50, Ag : 0.050-i2.87）（错误，因为 银的折射率远小于铝） 10.高反射介质膜的截止深度是指在截止波长处的反射率（错误，是指截止带中心处的反射率） 第一章薄膜光学特性计算基础 1、干涉原理：同频率光波的复振幅矢量叠加。 2、产生干涉的条件：频率相同、振动方向一致、位相相同或位相差恒定。 3、薄膜干涉原理：层状物质的平行界面对光的多次反射和折射，导致同频率光波的多光束 干涉叠加。 4、光学薄膜：薄到可以产生干涉现象的膜层、膜堆或膜系。 5、麦克斯韦方程组： '、H = j 卫（1 ） …d B ' E = - （ 2 ） ''*D= P3） ''、=0（4） 6、物质方程： D = E ?B =
光学薄膜技术复习提纲 闭卷考试 120分钟 考试时间：17周周三下午3:00---5:00（12月30号）题型：选择题（10*2）填空题（10题24分）判断题（10题）简答题（4题24分）综合题（2题22分,计算1题，论述1题）考试内容包含课本与课件，简答和综合题包含作业和例题 1、判断题 1. 光束斜入射到膜堆时，S－偏振光的反射率总是比p－偏振光的反射率高（正确） 2. 对称膜系可以完全等效单层膜（错误，仅在通带中有类似特性） 3. 对于吸收介质，只要引入复折射率，进行复数运算，那么就可以完全使用无吸收 时的公式（正确） 4. 膜层的特征矩阵有两种表达方式：导纳矩阵和菲涅尔系数矩阵（错误） 5. 简单周期性多层膜，在其透射带内R<<1（错误） 6. 在斜入射情况下，带通滤光片S－偏振光的带宽比p－偏振光的带宽为大（正确） 7. 在包含吸收介质时，光在正反两个入射方向上的透过率是一样的（正确） 8. 发生全反射时，光的能量将不进入第二介质（错误） 9. 斜入射时，银反射膜的偏振效应比铝反射膜大（Al：0.64-i5.50，Ag：0.050- i2.87）（错误，因为银的折射率远小于铝） 10. 高反射介质膜的截止深度是指在截止波长处的反射率（错误，是指截止带中心处 的反射率） 第1章薄膜光学特性计算基础 1、干涉原理：同频率光波的复振幅矢量叠加。 2、产生干涉的条件：频率相同、振动方向一致、位相相同或位相 差恒定。 3、薄膜干涉原理：层状物质的平行界面对光的多次反射和折 射，导致同频率光波的多光束干涉叠加。 4、光学薄膜：薄到可以产生干涉现象的膜层、膜堆或膜系。 5、麦克斯韦方程组： 6、物质方程： 7、光学导纳： 8、菲涅尔系数：菲涅尔系数就是界面上的振幅反射系数和振幅 透射系数。 9、特征矩阵：表征薄膜特性的矩阵，仅包含薄膜的特征参数 10、虚设层：当膜层厚度对于中心波长来说是或其整数倍时，该 层存在对于中心波长处的透过率/反射率无影响，因此称为虚 设层。但该层其他波长处的透过率/反射率还是有影响的。
电子科技大学二零壹零至二零壹壹学年第一学期中考试 物理光学（90分钟） 开卷 总分100分 考试日期 2010年11月 4 日 一、 选择题（每小题2分，共30分） 1. 自然光正入射，其反射光为 D 。 A ．椭圆偏振光 B ．线偏振光 C ．部分偏振光 D ．自然光 2. 自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为D 。 A ． B θ B ． C θ C ．3π D ．2 π 3．全反射时，在折射率小的介质中的电场 B 。 A ．等于零 B ．随离界面距离的增加按指数规律衰减 C ．等于常数 D ．随离界面距离的增加按指数规律增加 4. 当光波在两种不同介质中的振幅相等时， D 。 A. 其强度相等 B. 其强度不相等 C. 不确定 D. 其强度比等于两种介质的折射率之比 5. 光从折射率中小介质中正入射到折射率大的介质表面时，相对于入射光的电场和磁场，反射光的 C 。 A ．电场和磁场都无相位变化 B. 电场和磁场都有π相位突变 C. 电场有π相位突变，磁场无相位变化 D. 电场无相位变化，磁场有π相位突变 6. 平行平板的等倾干涉图样定域在 A 。 A ．无穷远 B ．平板上界面 C ．平板下界面 D ．自由空间 7. 在白光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是 A 。 A ．由外到里 B ．由里到外 C ．不变 D ．随机变化 8. 在对称平板双光束干涉中，无论是等厚干涉还是等倾干涉，也无论是21n n >还是12n n <，两反射光束间的附加相位突变总是 A 。 A ．等于π B ．等于0 C ．可以为π也可以为0 D ．在0和π之间 9. 把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环 B 。 A. 向中心收缩， 条纹间隔不变 B. 向中心收缩，环心呈明暗交替变化 C. 向外扩张，环心呈明暗交替变化 D. 向外扩张，条纹间隔变大 10．对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度 C 。 A ．分别为2λ和4λ B ．分别为4λ和2λ C ．都等于4λ D ．都等于2 λ. 11．单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为h ，且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程差为 C 。 A. 2n 2h B. 2n 2h +()112n λ C. 2 n 2h +1112n λ D. 2 n 2h +2112 n λ 12． F-P 腔两平行腔面间的距离增加时，其 A 。 A ．分辨能力增强 B ．分辨能力降低 C ．自由光谱范围λ?增大 D ．最小可分辨波长差δλ增大
物理光学期末复习重点
物理光学复习要点 第一章 光的电磁理论 一、电磁理论 1.光是电磁波，具有波动和粒子的两重性质，称为波粒二象性。 2.物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。 3. Maxwell 方程组：积分形式、微分形式 4.物质方程： 5.波动方程 6.介质的折射率：r r r c n μεευ==≈ 7. 边值关系：21212121()0 ()0 ()0()0 n E E n H H n D D n B B ??-=??-=???-=???-=?r r r r r r r r r r r r 8. 波（阵）面：将某一时刻振动相位相同的点连接起来，组成的曲面叫波阵面 9. 波长：简谐波具有空间周期性，波形变化一个周期时波在空间传播的距离称为波的空间周期，一维简谐波的空间周期为波的波长；即为λ，具有长度的量纲L 。 10. 空间频率：空间周期即波长的倒数称为空间频率；f=1/λ 11.空间角频率：k =±2πf ，在数值上等于空间频率的2π倍，所以也称为传播数，k 的符号表示一维波的传播方向，当k >0时，表示波沿着+z 的方向传播；当k <0时，表示波沿着-z 的方向传播。 12. 时间参量与空间参量的关系为：k ωυ= t B E ??-=??ρ ρρ=??D ρ0=??B ρt D J H ??+=??ρρρ?? ? ???-=?A C s d t B l d E ρρρρ??? ??=?V A dv s d D ρρρ0=??? A s d B ρρ?? ????+=?A C ds t D J l d H )(ρ ρρρB H ρ ρμ1=E D ρρε= E J ρρσ=222t E E ??=?ρρμε2 22t B B ??=?ρρμε22 221E E t υ??=?r r 22221H H t υ??=?r r μευ1=
基础物理实验研究性报告 ——多光束干涉和法布里-珀罗干涉仪 2012年5月9日 实验 专 题 多光束干涉和法布里-珀罗干涉仪 作者 学 号 院（系）名称
摘要 法布里-珀罗干涉仪（Fabry-Perot interferometer）简称F-P干涉仪，是利用多光束干涉原理设计的一种干涉仪。它的特点是能够获得十分细锐的干涉条纹，因此一直是长度计量和研究光谱超精细结构的有效工具；多光束干涉原理还在激光器和光学薄膜理论中有着重要的应用，是制作光学仪器中干涉滤光片和激光共振腔的基本构型。因此本实验有着广泛的应用。 本实验使用的F-P干涉仪是由迈克尔逊干涉仪改装的。通过实验，不仅可以学习、了解多光束干涉的基础知识和物理内容，熟悉诸如扩展光源的等倾干涉、自由光谱范围、分辨本领等基本概念，而且可以巩固、深化精密光学仪器调整和使用的许多基本技能。 关键字：多光束干涉；法布里-珀罗干涉仪；
目录 目录...................................................................................................................... I 实验原理. (1) 实验仪器 (3) 实验内容 (4) 数据记录与处理 (6) 一、原始数据记录 (6) 二、数据处理 (6) 讨论 (9) 1.误差分析 (9) 2.经验总结 (9) 3.实验仪器改进建议 (9) 4.实验感想与收获 (10) 参考文献 (11) 附：原始数据记录单 (12)
实验原理 F-P干涉仪由两块平行的平面玻璃板或石英板组成，在其相对的内表面上镀有平整度很好的高反射率膜层。为消除两平板相背平面上反射光的干扰，平行板的外表面有一个很小的楔角。 自扩展光源上任一点发出的一束光入射到高反射率平面上后，光就在两者之间多次往返反射，最后构成多束平行的透射光1,2,3,…和多束平行的反射光1′,2′,3′,…。 在这两组光中，相邻光位相差δ都相同，振幅则不断衰减。位相差δ由 δ=2πΔL λ = 2π λ 2nd cosθ= 4π λ d cosθ 给出。式中，?L=2nd cosθ是相邻光线的光程差；n和d分别是介质层的折射率和厚度，θ为光在反射面上的入射角，λ为光波波长。 下面来讨论反射光和透射光的振幅。设入射光振幅为A，则反射光A1′的振幅为A r′，反射光A2′的振幅为A trt′，…；透射光A1的振幅为A t,t，透射光A2的振幅为A t,rrt，…。式中，r′为光在n′?n界面上的振幅反射系数，r为光在n?n′界面上的振幅反射系数，t′为光从n′进入n界面的振幅透射系数。 由光的干涉可知，透射光将在无穷远或透镜的焦平面上产生形状为同心圆的干涉条纹，属等倾干涉。透射光在透镜焦平面上所产生的光强分布应为无穷系列光束A1，A2，A3…的相干叠加。可以证明透射光强最后可写成： I t= I0 1+4R (1?R) sin2δ 2 式中，I0为入射光强，R=r2为光强的反射率。下图表示对不同的R值I t I0与相 位差δ的关系。由图可见，I t的极值位置仅由δ决定，与R无关；但透射光强度的极大值的锐度却与R的关系密切，反射面的反射率R越高，由透射光所得的干涉亮条纹就越细锐。 条纹的细锐程度可以通过所谓的半值宽度来描述。由上式可知，亮纹中心的