法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪测量光波波长
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1、法布里珀罗(FabryPerot)干涉仪测量光波波长 一、 实验目的l、应用光学元件组装法布里珀罗(FabryPerot)干涉仪;2、用法布里-珀罗(FabryPerot)干涉仪测量光波波长;二、 实验原理三、 实验装置和调试实验装置如下图所示。图中Ml、M2和M3为全反镜,其中M3固定在一支架上,支架为1:20的杠杆,通过千分尺可以读出M3移动的距离:L为透镜(f=20mm)BSl和BS2为半反镜,透射率分别为70:30和50:50;sc为光屏,光源为5mWHeNe激光器。具体调整步骤如下:l、按图1把带有杠杆的有坐标线的小平板放置在大平板上,尽可能能使二者的坐标线重合。2、按图放置光学元件
2、兀件M1、M2和M3,打开激光器,使得由Ml、M2到M3的光束和由M3反射的光束在M2重合。3、 放入半反镜BS2(50:50),注意金属面朝向M3。注意,此时应使由M3反射的光线垂直于光屏。4、 放入半反镜BS1(70:30),注意金属面朝向M3注意M3和BS1之间距离较近,约3mm。调整BS1和M3,使得由BS1反射的光束和由M3反射光束在屏上基本重合。5、把透镜L放入光路,小心调整M3,即可发现干涉图像(圆环)。四、 实验内容测量激光的波长。1、 按照理论,当干涉环由暗变亮时,共振腔长度d(见图2)的变化量为半个光波波长(,故只要测量一定数量的干涉环的吞吐数n和共振腔长度d的改变量,即可
3、根据公式(10)求出激光波长。 (10)2、实验时要求测量干涉环吞吐100圈时,共振腔长度d的改变量,求出波长,注意:杠杆比为l:20。3、重复测量三次,计算平均值和误差。五、 数据处理及分析原始数据见纸制报告与激光的真实波长相比,该测量值偏大,分析造成该误差的原因可能有如下几个:1 M3和BS1之间的距离不够靠近,且两镜面并不是平行的,使得干涉条纹分布并不是完全均匀的。2 测量者对与吞吐条纹状态的判断的误差以及读数习惯的影响。六、 思考题试述法布里珀罗干涉仪的优点。答:该装置产生的同心圆条纹很细,使得我们有可能更精密地测定它们的确切位置,可用来测量波长相差非常小的两条光谱线的波长差,提高谱线分辨本领。同时若入射光是包含许多波长的连续光谱,只有那些满足透射关干涉极强条件的波长的光波能穿过干涉仪,可见该干涉仪起着滤光的作用,可提高透射光的单色性。
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