标准具 Etalons

2022-12-02 11:10:49 浏览:359

定义

包含两个平行反射面的单片干涉器件。

光学标准具(也称为法布里-佩罗标准具)最初是透明板(通常由熔融石英制成)形式的法布里-佩罗干涉仪,具有平行反射表面(固体标准具)。 然而,该术语也经常用于由两个镜子组成的法布里-佩罗,中间有一些气隙(空气间隔标准具)。

标准具 Etalons

图1:激光束中的倾斜实心标准具。

当插入激光束时,标准具充当光学谐振器(腔),其中透射率随光学频率近似周期性变化。 (与完美周期性的一些偏差是由色散引起的。 在共振中,来自两个表面的反射通过相消干涉相互抵消。 最高的反射损耗和最低的透射率发生在反共振中。 透射率与频率的关系可以用艾里函数来描述,该函数近似拟合表面反射率不太高的简单正弦函数。

即使有一些倾斜,共振效应也会发生(图1),前提是倾斜角度非常小,以至于反向传播波的重叠不会显着减少。 (这适用于小的护具厚度和大光束半径。 然后可以使用倾斜角度来控制共振频率。 因此,标准具可以用作可调节的滤光片,例如用于调整激光的波长。

标准具 Etalons

图2:未涂覆的 100 μm 厚的熔融石英标准具的透射光谱,用于正常入射(实线曲线)以及 2°(虚线曲线)和 4°(虚线曲线)的倾斜角。请注意,频移与倾斜角的平方大致成正比。

标准具表面的反射率可能只是由标准具材料和空气之间的折射率不连续性(菲涅耳反射)引起的,或者可以用介电涂层进行修饰。 通过增加反射率,可以提高精细度,即在不减小自由光谱范围的情况下提高共振。

标准具的有效精细度可能无法达到基于表面反射率的预期值:例如,如果反射面不完全平行且平坦,则可以降低。 对于高表面反射率,可能需要极高的表面质量(低粗糙度)来实现理论上可能的精细度。 使用太小或未正确准直的光束、太大的倾斜角度或降低的光束质量也可能导致精细度降低。

标准具 Etalons

图3:标准具的透射光谱与以前一样,但两侧都有40%的反射涂层。

当远离共振或反共振时,标准具可提供色散。 这在一些用于光纤通信的色散补偿模块中得到了利用。

参考文献

[1] Analysis of an air-spaced etalon with the RP Coating software

光学器件

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