5. Bố cục luận án
2.4.4.Giao thoa kế Farby-Perot [56]
Trong thí nghiệm, chúng tôi sử dụng là giao thoa kế Fabry – Perot của hãng TeachSpin để định cỡ phổ giúp cho việc xác định khoảng cách giữa các vạch. Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo của giao thoa kế Fabry-Perot được cho trên hình 2.13, nó được cấu tạo từ hai tấm kính rắn (hoặc thạch anh) phẳng song song, bề mặt của mỗi tấm được phủ một lớp phản xạ. Hai bề mặt phản xạ được đặt đối nhau và được xếp song song (hình 2.13a). Mặt bên ngoài được phủ lớp chống phản xạ để tránh sự phản xạ ánh sáng từ các bề mặt vào bên trong có thể chồng lên ảnh giao thoa.
48
(a) (b)
Hình 2.13.(a) Sơ đồ nguyên lý của giao thoa kế Fabry-Perot, (b) Giao thoa kế Fabry-Perot của hãng TeachSpin.
Hình 2.14. (a) Biên độ của mode cộng hưởng trong giao thoa kế Fabry-Perot (b) Phân bố cường độ.
Trong khoảng giữa hai tấm song song ta thu được các vân giao thoa với
tần số: d c q vq 2 , (q = 1,2,…), trong đó c là tốc độ ánh sáng và d là khoảng cách giữa hai tấm song song. Bước sóng cộng hưởng kết hợp là
q d v
c q
q / 2 /
. Khoảng cách khứ hồi dịch chuyển tại cộng hưởng bằng một
số nguyên lần bước sóng 2d qq, (q = 1,2,…). Hình 2.14 mô tả biên độ mode cộng hưởng trong giao thoa kế Fabry-Perot với số mode qd/ ( / 2) . Hình 2.15 minh hoạ cộng hưởng của giao thoa kế Fabry-Perot được tách bởi
Phủ lớp phản xạ
49
tần sốvF c/ 4d c0 / 4 nd .
Trong bộ thí nghiệm này chúng tôi sử dụng giao thoa kế Fabry – Perot của hãng Techspin miền điều hưởng có thể hoạt động được của giao thoa kế này là từ 740 - 820 nm. Các gương phản xạ trong giao thoa kế Fabry – Perot có hệ số phản xạ của R>0.995. Với chiều dài giữa 2 gương phản xạ là 20 cm thì khoảng phổ tự do của giao thoa kế này là FSR = 380MHz.
Hình 2.15. Tần số cộng hưởng lân cận của bộ cộng hưởng: (a) Bộ cộng hưởng dài 30cm (d = 30cm) với không khí giữa hai bản (n=1) có khoảng tần số giữa các mode
MHz
vF 500 và (b) Bộ cộng hưởng ngắn với d = 3m có vF 50THz.