Интерферометр Фабри—Перо (Ф-П) является устройством интерференционного типа, основанным на многократном отражении светового луча от двух поверхностей тонких пластин, рисунок 11.3. Прибор (эталон) представляет собой пару параллельных пластин, покрытых полупрозрачным слоем серебра. Внешние поверхности пластин слегка скошены, чтобы отражённый от них свет не мешал наблюдениям. Так как в эталоне складывается множество световых лучей, картина интерференции выглядит как чередование резких тёмных и светлых полос. Это позволяет измерять длины волн исследуемого излучения с большой точностью.
Рисунок 11.3 – Интерферометр Ф-П
Интерферометр Фабри-Перо относится к типу многолучевых приборов. В нем первичная плоская волна разбивается в результате многократных отражений от двух зеркал на последовательности вторичных плоских волн, различающихся по амплитуде и сдвинутых по фазе. При интерференции вторичных плоских волн образуется плоская волна того же направления, что и падающая. Его принцип действия показан на рисунке 11.4.
Рисунок 11.4 - Принцип действия интерферометра Фабри-Перо
Излучение лазерного диода 1 вводится в волоконный световод 2 и через ответвитель 3 передается на волокно 4. При этом часть излучения отражается от торца волоконного световода 4, а другая его часть высвечивается в воздух, отражается от зеркала 5 и возвращается обратно в волоконный световод 4. Луч, отраженный от торца волоконного световода, интерферирует с лучом, отраженным от зеркала, и на фотоприемнике 5 регистрируется интенсивность изучения, изменяющаяся периодически в зависимости от расстояния x0 между торцом световода и зеркалом.
Резонатор Фабри—Перо — устройство, полученное из интерферометра Ф-П. Он представляет собой две параллельные пластины, отражающие свет вперед и назад. Оптический резонатор это система зеркал, в которой могут возбуждаться электромагнитные волны оптического диапазона. Оптический резонатор обеспечивает положительную обратную связь в лазерах. Простейший оптический резонатор — система двух плоских параллельных зеркал (резонатор Фабри-Перо). Известны двухзеркальный оптический резонатор со сферическими зеркалами и кольцевые оптические резонаторы.
На основе интерферометра Ф-П можно создать прекрасный оптический фильтр. Настройка фильтра осуществляется путем изменения длины зазора между двумя зеркалами. При более сложной конструкции интерферометра Ф—П, вся структура целиком помещается в пьезоэлектрическую камеру так, что указанная длина зазора может быть изменена электрически для настройки и выбора определенного канала. Преимущества фильтров Фабри—Перо в том, что они могут быть интегрированы в систему без возникновения потерь на стыковку. Число каналов ограничивается 50-100, учитывая ограниченную степень дисперсности практического фильтра Ф—П (F- 100 для 97% зеркала в тандеме, что увеличивает эффективную степень дисперсности до F~ 1000). На рисунке 11.5 приведена схема конструкции практического фильтра Ф-П.
Рисунок 11.5 – Конструкция практического фильтра Ф-П