法布里-珀罗效应(Fabry-Pérot effect)是指在法布里-珀罗干涉仪中观察到的光的干涉现象。法布里-珀罗干涉仪由两块平行的玻璃板或石英板构成,这两块板的相对内表面都具有高反射率,它们之间形成一个平行的空气层或介质层,从而产生多光束干涉。
当相干光入射到法布里-珀罗干涉仪时,一部分光会被反射,一部分光会穿透并在两块板之间多次反射。这些多次反射的光束会在特定条件下相互干涉,形成干涉图样。当满足共振条件,即光程差是光波长的整数倍时,会发生构造性干涉,导致透射光强度增加,形成亮条纹;而当光程差是半个波长的奇数倍时,会发生破坏性干涉,透射光强度减少,形成暗条纹。
法布里-珀罗干涉仪的共振特性使其在光学领域有着广泛的应用,包括但不限于:
1. 精确测量光的频率和波长,用于光谱分析。
2. 作为激光谐振腔的一部分,用于选模和保证激光器的单色性。
3. 在通信网络中,用于波分复用技术,实现不同波长的色光的分离。
4. 在引力波探测中,用于增加探测器的干涉臂的有效长度,提高灵敏度。
法布里-珀罗干涉仪的透射率函数可以通过特定的数学表达式描述,其中涉及到光程差、反射率、波长等参数。干涉条纹的锐度(条纹的半值宽度)与反射率和腔长有关,反射率越高,腔长越长,条纹越精细,条纹锐度也越好。
法布里-珀罗干涉仪的自由光谱范围(Free Spectral Range, FSR)是指两个相邻透射峰值之间的波长间隔,而精细度(Finesse)是描述透射峰锐利程度的一个参数,它与反射率和腔长有关,反射率越高,精细度越高。