використовується прилад, що володіє високою роздільною силою - еталон Фабрі-Перо.
Для виконання роботи необхідно ознайомиться з теорією еталона Фабрі-Перо [2].
Інтерферометр, запропонований в 1897 році Фабрі та Перо, дивує простотою свого пристрою і зручністю застосування. Інтерферометр Фабрі-Перо складається з двох плоских і паралельно розташованих скляних або кварцових пластин (дзеркал), покритих напівпрозорим шаром металу з високим коефіцієнтом відображення, порядку 80-90%. Останнім часом все частіше в інтерферометрах застосовуються дзеркала з багатошаровими діелектричними покриттями, для яких може бути забезпечений ще більш високий коефіцієнт відбиття при зникаюче малих втрати в відбивають покриттях. Якщо на дві такі пластини, відстань між якими дорівнює l см., падає світло з довжиною хвилі l від порівняно великого за розмірами джерела, то виходять кільця рівного нахилу. Практично картину кілець можна спостерігати у фокусі лінзи, вміщеній після інтерферометра. Світло, що падає уздовж поверхні конуса з кутом q, дає світле кільце, якщо виконується умова
ml = 2nl Г— cos (q), (6.11)
де m - порядок інтерференції, n - показник заломлення середовища життє між пластинами. Зазвичай цієї середовищем є повітря, тому можна прийняти без особливої вЂ‹вЂ‹помилки, що n = 1.
Так як, cos (q) приймає максимальне значення при q = 0, то центральне кільце відповідає найбільшому порядку інтерференції m. При переході до кожного з наступних кілець порядок інтерференційного максимуму m убуває на одиницю.
Змінюючи довжину інтерферометра l, можна досягти бажаного інтервалу в довжинах хвиль між максимумами сусідніх порядків. Цей інтервал Dl дорівнює
Dl = l 2 /(2l) (6.12)
і називається областю дисперсії інтерферометра.
Розподіл інтенсивності в смугах інтерферометра Фабрі-Перо виражається класичної формулою Ейрі.
Нехай Т і R позначають відповідно коефіцієнти пропускання і віддзеркалення дзеркал інтерферометра (якщо знехтувати втратами в покриттях дзеркал, то Т = 1-R). Тоді розподілення інтенсивності в смугах легко висловить як функцію різниці фаз d між двома сусідніми променями. Для світла, що падає під кутом q, різниця ходу між сусідніми променями, котрі відчувають багаторазове відображення, рана 2nl Г— cos (q). Звідси різниця фаз дорівнює. Розподіл інтенсивності в смугах виражається в цьому випадку формулою
, (6.13)
де J O - інтенсивність світла, що падає на інтерферометр. Так як змінюється від 0 до 1, то інтенсивність безперервно змінюється від максимального значення до мінімального значення. Розподіл інтенсивності може бути записано у вигляді:
, (6.14)
де. Величина залежить тільки від коефіцієнта відбиття R, визначає різкість смуг, і тому Фабрі назвав її "коефіцієнтом різкості ".
Важливою характеристикою інтерферометра Фабрі-Перо є межа дозволу dl і роздільна сила.
Згідно критерієм Релея, дві лінії рівної інтенсивності вважаються дозволеними, якщо мінімум інтенсивності сумарного контуру лінії становить приблизно 0.8 інтенсивності кожного з двох рівних максимумів. Застосовуючи цей критерій до рівнянням (6.13), можна отримати
, (6.15)
або переходячи до хвильовим числах (см -1 ):
. (6.16)
Довжину інтерферометра Фабрі-Перо l при заданому коефіцієнті відбиття R вибирають виходячи з того, яке необхідно забезпечити дозвіл dl і який діапазон Dl займають аналізовані довжини хвиль.
IV. Опис експериментальної установки
Схема установки наведена на рис. 6.6. br/>В
У складу установки входять:
В· фабричний лазер типу ЛГН-215 (довжина хвилі випромінювання l = 6328);
В· еталон (інтерферометр) Фабрі-Перо;
В· фотографічна камера УФ-89;
В· набір лінз, що вставляються в тримач;
В· набір світлофільтрів (фільтри можуть вставлятися в спеціальний утримувач);
В· матове скло;
В· лупа для розглядання картини на матовому склі камери УФ-89.
Установка змонтована на оптичній лаві.
У справжньої лабораторній роботі використовується інтерферометр Фабрі-Перо типу ІТ-17а. Прилад встановлений на оптичний столик, який може нахилятися або розгортатися в горизонтальному напрямку за допомогою гвинтової подачі. Дзеркала інтерферометра - плоскі ретельно оброблені скляні пластини з напиленими дзеркальними шарами, затиснуті всередині полірованого корпусу за допомогою трьох юстіровачних гвинтів. Діелектричні шари дзеркал звернені назустріч один другу, всередину корпусу.
Щоб уникнути перешкод від додаткової інтерференції променів, що відбиваються від дзеркальної і недзеркальної поверхонь, пластина зазвичай виготовляється так, щоб дві її поверхні становили кут від 1 o до 30 Вў (у нашому інтерферометрі 30 Вў).
Відстань між дзеркалами в ІТ-17а мож...
