法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪测量光波波长.doc

实验七 法布里－珀罗(Fabry－Perot)干涉仪测量光波波长
十九世纪末由法布里和珀罗首次制出的多光束干涉仪，在近代光学中非常重要。它的特殊价值在于，它除了是一种分辨本领极高的光谱仪器之外，还是基本的激光器谐振腔。通过本实验，可以了解法布里-伯罗干涉仪的基本功能。
实验目的：l、应用光学元件组装法布里－珀罗(Fabry－Perot)干涉仪；
2、用法布里-珀罗(Fabry－Perot)干涉仪测量光波波长；
实验原理：见下页。
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)．BS1和BS2为半反镜，透射率分别为70：30和50：50；sc为光屏，光源为5mWHe－Ne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、按图放置光学元件元件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)，注意镀膜面（与下方的标签同向）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)，注意镀膜面（贴有7:3标签的一面）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)。
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50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6次，计算平均值和误差。氦氖激光器波长的理论值为632.8。
思考题：试述法布里．珀罗干涉仪的优点。按实际的仪器设置绘制光路图。
实验原理：Theory and evaIuation。