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Fabry – Perot – Interferometer - Referat
Fabry – Perot – Interferometer
Im Interferometer wird eine einfallende Lichtwelle in ein oder mehrere Lichtbündel aufgespalten, welche dann unterschiedlich lange optische Wegstrecken zurücklegen und sich danach wieder überlagern. Für bestimmte Wellenlängen ist der optische Wegunterschied zwischen benachbarten Strahlenbündeln ein ganzahliges Vielfaches der Wellenlänge. Die einzelnen Teilbündel überlagern sich dann konstruktiv und die Amplitude am Ausgang wird maximal. Den Wellenlängenbereich
l(m) -l(m-1)zwischen zwei solchen Maximas nennt man „freien Spektralbereich“ des Interferometers.
Das Fabry-Perot-Interferometer besteht aus zwei planparallelen Spiegel(Quarz-)platten mit einer Reflexionsschicht und dem Reflexionsvermögen R. Diese werden im Abstand d (variabel) gegeneinander justiert, so dass eine Luftschicht/ Vakuumschicht zwischen den beiden Platten liegt. Um Interferenzeffekte durch Reflexion an den Aussenflächen zu vermeiden, sind diese mit einer Antireflexschicht bedampft oder keilförmig ausgeführt. Die Luftschicht mit dem Brechungsindex nL dient als sogenannte Interferenzplatte.
Der Lichtstrahl wird nachdem er die erste Platte durchdrungen hat, sehr oft reflektiert. Nach jeder Reflexion tritt ein Bruchteil der Energie aus und die Teilstrahlen werden mit einer Sammellinse vereinigt. Je nach Gangunterschied der einzelnen Strahlen kommt es zu Auslöschung und Verstärkung. Auf einem Schirm der in der Brennebene der Linse montiert wurde, entstehen konzentrische Kreise, Interferenzringe, aus deren Durchmesser sich die Wellenlängen des einfallenden Lichts bestimmen lassen.
Statt die Ringdurchmesser bei festen d auszumessen, kann man auch die Intensität als Funktion von d messen.
Die Intensität des durchgelassenen Lichts erhält man aus der Airy- Formel
ID = I0 * 1/(1 + F sin2(δ/2))
mit F = 4R(1-R)-2 ; R : Reflexivität der Platten
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