法布里－珀罗(Fabry－Perot)干涉仪测量光波波长

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。