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Fabry-Perot 干渉計

Newtonリングや薄膜による光の反射でよく言われているように、屈折率の低い物質から高い物質に光が入射するときの反射は固定端反射となり位相は $ \pi$ だけずれる。 また、屈折率の高い物質から低い物質に光が入射するときの反射は自由端反射となり位相は変わらない。 このことは大まかに正しい。

\includegraphics[height=3.5cm,clip]{fabry-perot.eps}

2枚のエタロン(反射率の高いミラー)を間隔 $ d$ だけあけて平行に置いたものをFabry-Perot干渉計という。 干渉計に入射した光は2枚のエタロンの間で多数回反射した後透過する。 エタロン表面での反射は固定端反射であるが、透過光は必ず偶数回反射するので位相はずれない。 透過光が明るくなる条件は

$\displaystyle 2d = m \lambda
$

である。 間隔 $ d$ を調節することによって光を分光することができる。 この干渉計は異なる波長の光も同時に観測される。

$\displaystyle 2d = m \lambda = (m + 1) \lambda'
$

とすると、

$\displaystyle \Delta \lambda = \lambda - \lambda' \approx \frac{\lambda^2}{2d}
$

より

$\displaystyle \frac{\Delta \lambda}{\lambda} = \frac{\lambda}{2d}
$

となる。
\includegraphics[width=7cm,clip]{fabry-perot2.eps} \includegraphics[width=4cm,clip]{fabry-perot3.eps}



Keiichi Takasugi
平成25年9月18日