空氣隙Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具(AFPE)

1、 空氣隙Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具(AFPE)固體介質(zhì)Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具(SFPE)使用說明書杭州精誠光電子有限公司E-mail:jcgdzTel.空氣隙Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具一、用途：本儀器是一種高分辨干涉分光儀器，容易達(dá)到105 106的分辨率，超過大型攝譜儀。在高分辨干涉分光儀器中，它因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格相對(duì)較低廉，所以應(yīng)用最廣泛?？捎糜凇叭?yīng)”、“超精細(xì)結(jié)構(gòu)和同位素位移”、“激光模式”、“譜線輪廓”和“布里淵散射”等多種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)研究。選購本儀器時(shí)主要應(yīng)根據(jù)所研究的對(duì)象，選定合適的空氣隙間隔厚度h、鏡面高反射膜高反波長復(fù)蓋范

2、圍。圖一 法布里珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的使用二、結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)要原理：本儀器的核心是一對(duì)平行安置的高精度平鏡。其鏡面間隔h由邊緣的間隔圈厚度決定，并由三個(gè)旋鈕進(jìn)一步調(diào)整,確保二鏡面嚴(yán)格平行。入射光在鏡間多次反射，各次部分透射光產(chǎn)生多光束干涉；當(dāng)滿足nhcos=m時(shí)（為光波長，m為整數(shù)，為光線對(duì)鏡面的入射角，h為鏡間距，n為鏡間介質(zhì)的折射率）得到干涉極大，對(duì)確定的n、h、，在一系列傾角上會(huì)相應(yīng)于遞減的m滿足干涉極大條件，如用一凸透鏡成象，則在透鏡焦面上獲得一組等傾干涉環(huán)。h越大對(duì)應(yīng)的干涉級(jí)次m越大;角度越大，對(duì)應(yīng)的m越小，相鄰?fù)沫h(huán)間隔越小。若二條譜線滿足 m1=(m-1)，就會(huì)造成干涉環(huán)重迭，這時(shí)FSR即所謂“

3、自由光譜區(qū)”，F(xiàn)SR=2/2h；若用頻率表示為FSR=C/2h（為光速）。自由光譜區(qū)隨h增大而減小，應(yīng)根據(jù)所研究的光譜范圍來選用適當(dāng)?shù)膆。 “精細(xì)度”是標(biāo)準(zhǔn)具的關(guān)鍵指標(biāo)，是描述干涉環(huán)細(xì)銳程度的量，儀器的分辨率與它成比例。假設(shè)平鏡是理想的，則儀器的“精細(xì)度”為：R（），只取決于反射率R，故可稱之為“反射率細(xì)度”；實(shí)際平鏡不可能是理想平面，也不可能是絕對(duì)平行，將引入一個(gè)“平面度細(xì)度” F，若鏡面平面度為M時(shí)，F(xiàn)2。儀器總的精細(xì)度為RF(RF),通常對(duì)總精細(xì)度的限制來自F，約為十幾到幾十。儀器的分辨本領(lǐng)為Fnh。三、技術(shù)參數(shù)：、 平面性誤差小于/100。平行度調(diào)整良好時(shí)，精細(xì)度。、 鏡面鍍層為多層介

4、質(zhì)硬膜，中心波長Å,波段寬度大于Å，反射率約（也可按用戶要求制作）。、 空氣隙厚度可選購、mm厚度四種（也可按用戶要求制作）間隔材料為零膨脹微晶玻璃。、 通光孔徑。、 外形尺寸：鏡筒外徑，長 ，調(diào)節(jié)旋鈕最長位置mm。四、使用方法：、 平行度調(diào)節(jié)。圖二 通常觀測(cè)平行度方法LS線光譜光源；聚光透鏡；IF干涉濾光片；FP標(biāo)準(zhǔn)具；Eye眼睛這是用好-標(biāo)準(zhǔn)具的關(guān)鍵，務(wù)必耐心細(xì)致操作。用濾光片選取光譜燈的某譜線，或用擴(kuò)束激光（其波長應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)具鏡面高反射波段范圍內(nèi)）照射白紙以此照明標(biāo)準(zhǔn)具，眼睛朝標(biāo)準(zhǔn)具通光孔徑望去，如圖二所示，應(yīng)看到一系列等傾干涉同心環(huán)，（近視眼必須戴上矯正眼鏡才能看清）

5、。若眼睛向某方向橫移時(shí)看到干涉環(huán)冒出擴(kuò)大，表示沿此方向標(biāo)準(zhǔn)具鏡間距是增大的，應(yīng)旋緊該方向的調(diào)節(jié)旋鈕，或旋松相反方向的旋鈕。若眼睛橫移時(shí)看到干涉環(huán)縮小湮滅，則與上述反之調(diào)節(jié)。每個(gè)旋鈕柱子上都刻有三個(gè)圈，內(nèi)圈表示該旋鈕已到最緊位置，外圈表示已到最松位置，調(diào)節(jié)時(shí)盡量使三個(gè)旋鈕不要進(jìn)入太緊或太松狀態(tài)。耐心細(xì)致調(diào)節(jié)三個(gè)旋鈕，使眼睛向任意方向橫動(dòng)時(shí)都幾乎看不出干涉環(huán)的大小變化，這樣才能得到好的分辨率。、 選擇成象透鏡。利用成象透鏡可在其焦面上顯現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)具的等傾干涉環(huán)圖象。單色光相鄰級(jí)次干涉環(huán)的間距為 f2/hD。其中為光波長，h為標(biāo)準(zhǔn)具的鏡間距,D是干涉環(huán)的徑直，f是成象透鏡的焦距?？梢婋Sf的增大，相鄰環(huán)的

6、間距迅速增大，f太小時(shí)干涉環(huán)會(huì)太細(xì)微密集，應(yīng)選擇f適當(dāng)?shù)某上笸哥R，使干涉圖便于觀測(cè)。、 選擇聚光透鏡通常聚光透鏡把光源的象投在-標(biāo)準(zhǔn)具位置，這樣干涉圖上干涉環(huán)的亮度較大，且外圍的干涉環(huán)也能充分顯現(xiàn)，可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中光源標(biāo)準(zhǔn)具位置按物象公式算得合適的聚光透鏡焦距。、 相近譜線的觀測(cè)-標(biāo)準(zhǔn)具有很高的分辨率，但它能研究的波長范圍卻受“自由光譜區(qū)”的限制，當(dāng)兩條譜線波長差超出自由光譜區(qū)時(shí)，因不知其干涉級(jí)次差幾級(jí)，而不能確定其波長差，除非通過其他手段能確定它們的干涉級(jí)次差。所以通常使用-標(biāo)準(zhǔn)具時(shí)需采用某種預(yù)單色器，如濾色片、單色儀、攝譜儀等。設(shè)有二條相近譜線、, 形成二套同心干涉環(huán)。由2nhcos=

7、m可見，若，在同一干涉級(jí)次K中，波長稍大的譜線所形成的干涉環(huán)在波長稍小的譜線所形成的干涉環(huán)的內(nèi)側(cè)即：D2D1,如圖三所示。它們的波數(shù)差為:波長差則為 ：其中h為標(biāo)準(zhǔn)具鏡間距，D1和D是和在同一級(jí)次中的干涉環(huán)直徑，和是同一波長（可以任選或）的相鄰兩級(jí)干涉環(huán)直徑，n為空氣折射率通?？山茷椋粜杈_值，可取n=1.000293(大氣壓標(biāo)準(zhǔn)空氣條件下)。 圖三五、注意事項(xiàng)：、 -標(biāo)準(zhǔn)具是極為精密的光學(xué)儀器，應(yīng)絕對(duì)避免跌、撞。拆裝必須在超凈無塵環(huán)境下由專業(yè)人員操作。、 使用時(shí)應(yīng)細(xì)致調(diào)節(jié)平鏡的平行度，調(diào)節(jié)旋鈕不應(yīng)過緊以免平鏡發(fā)生變形。、 使用中環(huán)境溫度應(yīng)恒定，避免電風(fēng)扇、空調(diào)風(fēng)直接吹到儀器。、 保存中應(yīng)

8、注意防塵、防潮和防霉。固體Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具(SFPE)一、用途： 與空氣隙F-P標(biāo)準(zhǔn)具相同，所不同的是固體F-P標(biāo)準(zhǔn)具是單片石英器件，兩鏡面的平行度已在制作過程中得到保證，不需作平行度調(diào)節(jié)，使用特別方便，同時(shí)結(jié)構(gòu)小巧堅(jiān)實(shí)，占據(jù)空間很小，因此還特別適用于激光腔內(nèi)選模、光通信中波分復(fù)用。二、結(jié)構(gòu)與原理：固體標(biāo)準(zhǔn)具是一塊超高精度的石英平行平鏡，所用石英材料損耗極小，均勻性等級(jí)極高，制作過程中必須保證二面的超精密平整和平行，而鍍以高反射率（保留百分之幾的透射率）低損耗膜層。入射光在鏡間多次反射，各次部分透射光產(chǎn)生多光束干涉；當(dāng)滿足2nhcos=m時(shí)(為光波長，m為整數(shù)，為光線對(duì)鏡面的入射角

9、，h為鏡間距，n為鏡間介質(zhì)的折射率)得到干涉極大值。由于石英的折射率n不為時(shí)，這時(shí)“自由光譜區(qū)”（見AFPE介紹）中不能略去n，而為FSR=2/2nh,或FSR=C/2nh（為光速），選用SFPE的厚度時(shí)，應(yīng)考慮到n，由于石英介質(zhì)存在一定色散，對(duì)波長差較大的不同譜線，其光學(xué)厚度略有不同。另外，固體介質(zhì)的均勻性會(huì)略遜于靜態(tài)空氣。 可以證明，標(biāo)準(zhǔn)具的角色散ddn2由于固體標(biāo)準(zhǔn)具的n1.46，所以角色散要比空氣隙標(biāo)準(zhǔn)具大一倍多；因此，看起來等傾干涉圖中環(huán)與環(huán)之間的距離也明顯比空氣隙標(biāo)準(zhǔn)具大。三 、技術(shù)參數(shù)： 1.平面性誤差小于100,精細(xì)度30。2.幾何厚度系列有：1、1.4、3、5、10mm(也可按用戶要求制作)。在不同波長時(shí)，其介質(zhì)折射率為： (nm) 365.5 404.7 435.8 546.1 587.6 656.3 n 1.474 1.470 1.467 1.460 1.458 1.456 其中厚度為1.40mm的尤其適合作為磁感應(yīng)強(qiáng)度1.01.2T時(shí)塞曼效應(yīng)的觀測(cè)。3. 鏡面膜層為多層介質(zhì)膜，反射率約94，高反波段寬度大于1000Å，中心波長5461Å。（也可按用戶要求制作） 4基片直徑：10,20，25。5外框尺寸：外徑32，厚16mm（片厚1.0