物理光学与应用光学——第2章-5.ppt

性能指标  中心波长?0 ——透光率最大(TM)时的波长； 透射带的波长半宽度——透过率为最大值一半处的波 长范围?? 1/2 ；  峰值透过率TM 2）滤光片的作用——只让某一波段范围的光通过。 吸收滤光片——利用物质对光波的选择性吸收进行滤光。 干涉滤光片——利用多光束干涉原理实现滤光。 滤光片的分类 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 1、法布里-珀罗型干涉滤光片 全介质干涉滤光片 金属反射膜干涉滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 正入射时，透射光产生极大的条件为 ① 滤光片的中心波长 2nh = m? m = 1, 2, 3, … 滤光片的中心波长 相邻干涉级 (?m = 1) 的中心波长差 ? = 2m? m = 1, 2, 3, … 1、法布里-珀罗型干涉滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 m、R 愈大，??1/2愈小，干涉滤光片的输出单色性愈好。 ② 透射带的波长半宽度 或 1、法布里-珀罗型干涉滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 ——对应于透射率最大的中心 波长的透射光强与入射光强之比 考虑膜层的吸收损耗，透射光干涉图样强度 ③ 峰值透射率 TM (2.4-3) 得 1、法布里-珀罗型干涉滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 一种典型的多层介质膜干涉滤光片透射率曲线 1、法布里-珀罗型干涉滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 几种干涉滤光片的特性 1、法布里-珀罗型干涉滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 膜厚变化对截止带的影响 2、红外滤光片 依据多层高反射膜的反射率光谱特性，膜厚的变化将改变截止带的位置。 如果 nh = 0.22?m，则反射红外线而透过可见光。 如果 nh = 0.13?m，膜系反射可见光而透过红外光。 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 在玻璃上镀高折射率薄膜，可以增大反射率，当光束斜入射时，其反射率的大小因 p 分量和 s 分量而异，并且在某个入射角上，反射光中的p分量可以变为零。所以，与只有玻璃板的情况相似，这种高反膜也可以起到偏振元件的作用， 3、偏振滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 利用物质对光波的选择性吸收进行滤光。例如：红、绿玻璃以及各种有色液体等。 如果光的 吸收较大，且吸收系数随波长有显著变化，称为选择性吸收。 如对红光和橙光吸收少，而对绿光、蓝光和紫光几乎全部吸收。 4、吸收滤光片 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 (1) 构成激光谐振腔 3. 用作激光器的谐振腔 激光器及其纵模 激光器输出的纵模频率实际上是满足法布里-泊罗干涉仪干涉亮条纹条件的一系列频率。在正入射情况下满足： 2nL=mλ m=1, 2, 3… n 和 L分别是腔内介质折射率和腔长 ， m为干涉级。 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 (2) 纵模频率 2. 用作激光器的谐振腔 由此可得纵模频率 ： 相应的波长： 相应的纵模间隔： 只与谐振腔的长度和激光工作物质的折射率有关。 由此可见，在激光谐振腔中，满足纵模条件并且在阈值以上能够起振的各个纵模，其频率间隔相等；同理可证，它们的波长间隔也相等。 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 (3) 纵模间隔 2. 用作激光器的谐振腔 由多光束干涉条纹锐度，干涉条纹的相位差半宽度为： 而 当光波包含有许多波长时，与相位差半宽度相应的波长差为： 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 (4) 单模线宽 2. 用作激光器的谐振腔 如果以频率表示，则相应的谱线宽度可表为： 可见: 谐振腔的反射率越高或腔长越长，谱线宽度越小。 例如，以He-Ne激光器为例，如果L=1 m并且R=98%，则可算出??1/2 = 1MHz。 实际上，由于激光工作物质对激光输出的单色性影响很大，就使得激光谱线宽度远小于该计算值。 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 ——应用举例 (4) 单模线宽 2. 用作激光器的谐振腔 作 业 27，28，29，31 2.4 典型干涉仪 2.4.1 迈克尔逊干涉仪 2.4.2 马赫-泽德干涉仪 2.4.3 法布里-珀罗干涉仪 2.4.1 迈克尔逊干涉仪 S