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法布里-珀罗标准具(F-P标准具) - 筱晓光子新品速递⑧ 2022-07-05

标准具,全称为法布里-珀罗标准具,又叫F-P标准具、Etalon,本质上是干涉仪的一种,它是由两个平行表面组成的一种干涉仪。

标准具和尺子有很大的相似之处,尺子用来测两点之间的距离,标准具则用来测量激光在一段时间扫过的频率。




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尺子的最小计量单位是他的最小刻度间隔,普通刻度尺测到mm,游标卡尺、千分尺的刻度则更小,标准具也是如此,它的最小测量单元叫做自由光谱程(Free Spectral Range),下文简称为FSR。当一束扫频中的激光垂直入射标准具时,从标准具另一端输出的透射光功率将周期性地出现透射峰,如下图所示,两个峰之间的距离就叫FSR,它可以在波数、波长、频率三种单位之间进行换算。




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通常在购买标准具时,厂家会给出具体标准具的FSR参数,在使用时只需要计数,激光扫过了多少个FSR,就知道了激光刚刚改变了多少的频率。为了追求更精细的FSR,要么增加标准具的长度,要么增加传输介质的折射率,其根本,都是在增加光程。




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我们也可以使用波长计或吸收谱线等绝对频率测量设备对FSR进行测定。我们用2108.8nm激光器作为光源,用三角波对其光频进行缓慢扫描,频率0.1Hz,如下图所示:



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标准具透射光功率时域图



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激光频率时域图




从结果可以得知,激光一次扫描扫过的波长为0.6894nm,扫过FSR共计46个,因此FSR = 0.6894nm/46=0.015nm,更换为波数单位:


FSR = 0.6894/46/2108/2108*10^7 = 0.0337 cm-1










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