F-P干涉仪(精)

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------1 / 16f-p 原理及参数具体说明F-P 原理及参数具体说明 1. F －P 干涉仪的简要描述 F －P 干涉仪的核心是两个平面性和平行性极好的高反射光学镜面， 它可以是一块玻璃或石英平行平板的两个面上镀制的镜面， 也可以是两块相对平行放置的镜片， 即为空气间隔，如图 1 所示。

前一种形式结构简单， 使用时无需调整， 比较方便， 体积也小， 但由于材料的均匀性和两面加工平行度往往达不到很高水平， 故性能不如后者优良。

用固定间隔来定位的F －P 干涉仪又常称为 F －P 标准具。

间隔圈常用热膨胀系数小的石英材料(或零膨胀微晶玻璃) 。

它在三个点上与平镜接触， 用三个螺丝调节接触点的压力， 可以在小范围内改变二镜面的平行度， 使之达到满意的程度。

使用时常在干涉仪的前方加聚光透镜， 后方则用成象透镜把干涉图成象于焦平面上， 如图 2 所示。

图 1 F －P 干涉仪的多光束干涉 图 2 法布里－珀罗标准具的使用 F －P 干涉仪采用多光束干涉原理， 关于多光束干涉的详细理论可参阅有关专著， 我们在此就直接利用有关的一些关系式。

设每一镜面的反射率都为 R ， 透射率为 ， 吸收散射等引起的损耗率为 ， 则有-----------------------------------------------------(1) 图 1 中相邻两光束的光程差为------------------------------------ (2) 其中 h 为镜面间隔距离， n 为镜间介质折射率，为入射光束投射角，为光束在镜面间的投射角。

干涉条纹定域在无穷远，在反射中光强分布由下式决定：------------------ (3) 在透射光中光强分布为----------------------------- (4) 其中0I 为入射角为的入射光强；而为相邻光束的相位差，来自由(2) 式表示的光程差和两次反射时的相位差变、：------------------------------------------------ (5) 其中1 、对金属膜可认为常数，对介质膜来说它们是零，下面我们不予考虑。

实验九 法布里-珀罗(F-P)干涉仪测钠双线的波长差[实验目的]1．了解法布里-珀里(F-P)干涉仪的结构，掌握调节与使用F-P 干涉仪的方法； 2．用F-P 干涉仪观察钠双线的实验现象。

[仪器和装置]法布里-珀里(F-P)干涉仪，钠光灯，测量望远镜法布里-珀里(F-P)干涉仪是由两块间距为h ，相互平行的平板玻璃G 1和G 2组成，如图1所示。

为了获得明亮细锐的干涉条纹，两板相对的内表上镀有高反射铝膜或多层介质膜，两反射面的平面度要达到1/20 ~ 1/100波长，同时，两板还应保持平行。

为了避免G 1、G 2外表面反射光的干扰，通常将两板做成有一小楔角。

将G 2固定，G 1可连续地在精密导轨上移动，以调节两板间距h 。

F-P 干涉仪属于分振幅多光束等倾干涉装置。

可用有一定光谱宽度的扩展光源照明，在透镜L 的焦平面上将形成一系列很窄的等倾亮条纹。

与迈克耳逊干涉仪产生的双光束等倾干涉条纹比较，F-P 干涉仪的等倾圆纹要细锐得多，如图2所示。

一般情况下，测量迈氏仪产生的圆条纹时读数精度为 1/10条纹间距左右；对F-P 干涉仪产生的圆条纹，其读数精度可高达条纹间距的 1/100 ~ 1/1000。

因此，F-P 干涉仪常用于高精度计量技术与光谱精细结构分析。

[实验原理]如果投射到F-P 干涉仪上的光波中含有两个光谱成分λ1、λ2，其平均波长为λ，则在L 的焦平面上，可以得到分别用实线（λ2）和虚线（λ1）表示的两组同心圆条纹（λ2>λ1），如图3所示。

两波长同级条纹的角半径稍有差别。

对于靠近条纹中心的某点（θ≈0），两波长干涉条纹的级次差()21122121222λλλ-λ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛πφ+λ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛πφ+λ=-=∆h h h m m m (9-1) 另外，由图3可知图1 F-P 干涉仪光路原理图图2 两种干涉仪产生的干涉图 a) F-P 干涉仪产生的多光束干涉图 b) 迈氏干涉仪产生的双光束干涉图图3 波长λ1和λ2的两组等倾圆纹e e m ∆=∆(9-2)式中，Δe 是两波长同级条纹的相对位移量，e 是同一波长的条纹间距。

一种f-p干涉仪及其制备方法
一种f-p干涉仪是一种基于菲涅尔-普朗克（F-P）干涉原理的
光学仪器，通常用于测量光的波长、光谱特性和薄膜厚度等参数。

其制备方法可概括如下：
1. 制备反射镜：选择适当的基底材料（如玻璃或金属），并通过光罩制备高反射膜层。

利用物理气相沉积、溅射或离子束沉积等方法，在基底上沉积多层介质-金属-介质膜，以实现高反
射带宽。

2. 制备传输层：为了增加f-p干涉仪的透过率，需要在反射镜
之间插入一个或多个透明的传输层。

传输层可以使用具有合适折射率的单一材料或多层堆积方式来制备。

3. 调节间距：根据需要选择合适的反射镜和传输层，然后通过调节两个反射镜之间的间距来控制f-p干涉仪的工作方式。

根
据公式2d=mλ/n计算所需的间距，其中d是反射镜间的距离，m是波长的整数倍，λ是光的波长，n是介质折射率。

4. 安装光源：将适当光源（如激光器或白光源）连接到f-p干
涉仪的入射端，确保光线垂直入射。

5. 收集信号：通过光学器件（如透镜或光纤）收集f-p干涉仪
输出光信号，并将其传递到光谱仪或检测器中进行分析和记录。

以上就是一种f-p干涉仪及其制备方法的简要描述。

实际制备
过程可能还涉及对反射镜和传输层的表面处理、对干涉仪的对齐和校准等步骤，具体可以根据实际需要进行调整和改进。

f-p的波长漂移F-P（Fabry-Perot）干涉仪是一种基于干涉原理的光谱仪，常用于光学仪器中进行光谱分析。

F-P干涉仪的波长漂移是指由于一些外部因素导致仪器输出信号的波长发生变化。

波长漂移可以分为两种类型：长期漂移和短期漂移。

长期漂移是指F-P干涉仪输出波长随时间的变化。

长期漂移的主要原因之一是温度变化。

热胀冷缩会导致F-P干涉仪的光程长度发生变化，进而引起波长的漂移。

另一个主要原因是材料的机械性能随时间的变化。

在使用F-P干涉仪的过程中，材料的物理性质会发生变化，从而引起波长的漂移。

短期漂移是指F-P干涉仪输出波长随外界环境的变化而变化。

短期漂移的主要原因之一是机械振动。

当F-P干涉仪受到机械振动时，光路长度也会随之变化，从而导致波长的漂移。

另一个主要原因是光源的波长稳定性差。

光源的波长会受到一些因素的影响，如电流波动、环境温度变化等，这些因素都会导致光源的波长发生变化，进而引起波长漂移。

为了抑制F-P干涉仪的波长漂移，可以采取一些措施。

首先，可以通过加强仪器的稳定性来降低波长漂移。

例如，在F-P干涉仪的设计中，可以采用稳定性较好的材料，并且加强材料的固定，以减小温度和机械振动对仪器的影响。

同时，还可以选用波长稳定性较好的光源，以减小光源波长对波长漂移的影响。

其次，可以采用自动调节装置来实时监测并调整F-P干涉仪的波长。

例如，可以安装温度传感器来监测环境温度的变化，并通过反馈控制系统来自动调节仪器的光程长度，以保持波长稳定。

另外，还可以采用光路自动校准系统来实时监测和调整光路长度，以减小机械振动带来的影响。

综上所述，F-P干涉仪的波长漂移是由于外部因素导致仪器输出信号的波长发生变化。

波长漂移可以分为长期漂移和短期漂移两种类型，主要原因包括温度变化、材料性能变化、机械振动和光源波长稳定性差等。

为了降低波长漂移，可以采取加强仪器稳定性和采用自动调节装置等措施。

通过这些措施，可以提高F-P干涉仪的波长稳定性，保证仪器的准确性和可靠性。

光纤F-P干涉仪原理分析1 光纤法珀干涉传感器的分类 (1)1.1 本征型光纤法珀干涉传感器 (2)1.2 非本征型光纤法珀干涉传感器 (3)1.3 在线型光纤法珀干涉传感器 (4)2 非本征型光纤法珀干涉仪的基本原理 (5)目前，一些光纤干涉传感器已被成功地广泛应用于许多方面，特别是化合物材料的健康检测、大型公民建工程的结构（如，桥梁，水坝）、宇宙飞船、飞机等领域，这将会使所谓的智能材料和结构得以实现。

光纤法布里－珀罗干涉仪是这些应用最好的选择之一，它结构简单、原理经典，基于此结构的光纤传感器具有微型化、简单化、实用化等许多优点。

1 光纤法珀干涉传感器的分类法布里－珀罗干涉仪(FPI)早在19世纪末就已问世，但基于光纤的法布里－珀罗干涉仪(FFPI)直到20世纪80年代才制作成功，随后FFPI逐渐被应用到温度、应变和复合材料的超声波压力传感中。

光纤FP传感器的特点是采用单根光纤、利用多光束干涉原理来监测被测量，避开了Michelson和Mach-Zehnde干涉传感器所需两根光纤配对以及必须对偏振进行补偿等问题。

此外光纤法珀干涉传感器对任何导致其两个反射面距离发生变化的物理量灵敏度极高，而且传感区域很小，在很多应用时可被视为“点”测量；加之其结构简单、体积小、复用能力强、抗干扰、重复性好等优势，在嵌入式测量更是倍受青睐，成为实现所谓人工智能结构和材料等相关领域的研究热点。

自从第一根光纤法珀干涉仪问世之日起，人们陆续开发出了很多光纤法珀干涉仪，大致来说，根据干涉仪结构的不同，光纤FP传感器大致可分为三类：本征型光纤法珀干涉传感器(Intrinsic Fabry-Perot interferometer, IFPI)、非本征型光纤法珀干涉传感器(Extrinsic Fabry-Perot interferometer, EFPI)、和在线型光纤法珀干涉标准具(In line Fiber-Optic Etalon, ILFE)本征型光纤FP传感器中，两反射面之间的干涉仪由单模光纤或多模光纤构成；而非本征型光纤FPI传感器中，干涉仪由空气或其它非光纤的固体介质(如中空的石英玻璃管)构成，光纤在线法珀干涉标准件的干涉腔主要由空芯光纤充当。