阿爾弗雷德·佩羅

簡介

讓-巴蒂斯特·阿爾弗雷德·佩羅（法語：Jean-Baptiste Alfred Perot，法語：[pəʁo]，1863年11月3日－1925年11月28日），法國物理學家。

1899年，佩羅和他的同事夏爾·法布里共同發明了法布里－佩羅干涉儀。

1912年，佩羅獲得了法國科學院的讓森獎章。1918年，法布里和佩羅獲得了英國皇家學會的拉姆福德獎章。

法布里－佩羅干涉儀

在光學中，法布里－佩羅干涉儀（英文：Fabry–Pérot interferometer）是一種由兩塊平行的玻璃板組成的多光束干涉儀，其中兩塊玻璃板相對的內表面都具有高反射率。法布里－佩羅干涉儀也經常稱作法布里－佩羅諧振腔，並且當兩塊玻璃板間用固定長度的空心間隔物來間隔固定時，它也被稱作法布里－佩羅標準具或直接簡稱為標準具（來自法語étalon，意為“測量規範”或“標準”），但這些術語在使用時並不嚴格區分。這一干涉儀的特性為，當入射光的頻率滿足其共振條件時，其透射頻譜會出現很高的峰值，對應著很高的透射率。法布里－佩羅干涉儀這一名稱來自法國物理學家夏爾·法布里和阿爾弗雷德·佩羅。

法布里－佩羅干涉儀的共振特性和二項色性濾鏡所利用的共振特性是相同的。實質上，二項色性濾鏡是由很薄的法布里－佩羅干涉儀組連續排列得到的，從而在設計上它們有著相同的數學處理方法。法布里－佩羅干涉儀還被廣泛套用在通信、雷射和光譜學領域，它主要用於精確測量和控制光的頻率和波長。當代工藝已經能夠製造出非常精密且可調諧的法布里－佩羅干涉儀。

法布里－佩羅干涉儀套用

法布里－珀羅干涉儀最常見的套用之一是二項色性濾鏡，它是利用物理氣相沉積（PVD）方法將一組標準具薄膜鍍在光學器件表面。相比於吸收濾鏡，這種光學濾鏡往往具有更精確的反射和透射頻帶，特別是當設計恰當時，它們不會像吸收濾鏡那樣容易造成升溫，因為它們可以反射掉那些不必要的波長的色光。二項色性濾鏡被廣泛套用在光源、相機及天文器材等光學儀器中。
在使用波分復用技術的通信網路中，塞取多工機包含了成排的由熔凝石英或金剛石製成的微型標準具。這些標準具邊長約為2毫米，嵌入到高精度的微型框架中並發出彩虹色的光澤。這類材料能夠保持兩個反射鏡之間距離的高度穩定性，從而使標準具的諧振頻率在環境溫度變化時也保持高度穩定。金剛石的優越性在於，它具有更好的導熱性而仍擁有較低的熱膨脹係數。2005年起，有些通信儀器公司開始採用光纖本身作為固態標準具，這種設計的好處是減少了大部分嵌入、準直和冷卻帶來的困難。
光學波長計通常可由多至五台法布里－珀羅干涉儀的組合來構成，這些干涉儀的共振頻率兩兩具有10倍的間隔。待測光束被一面圓柱透鏡發散後，它在這些法布里－珀羅干涉儀中發生各自的干涉，所產生的亮紋的間距則被一台CCD相機所記錄，由此可以確定入射光的波長。
當雷射諧振腔採用平行平面腔的結構時，它可認為是一種法布里－珀羅干涉儀，雖然對於很多雷射器而言，其中一面反射鏡的反射比可非常接近100%，從而這種諧振腔更像是一種Gires–Tournois干涉儀。半導體雷射器有時會採用法布里－珀羅干涉儀的幾何結構。
法布里－珀羅標準具可用來產生單模雷射。在沒有標準具的情況下，雷射器產生的雷射頻譜會出現展寬，從而使諧振腔內的雷射產生多種模式。使用標準具後，在精細度及自由光譜範圍都適當的情形下可以抑制其他模式的產生，使諧振腔內的雷射工作在單模情形下。
在光譜學中法布里－珀羅標準具可以使光譜儀的分辨本領得到顯著提升，從而可以分辨出波長差極細微的光譜線，例如塞曼效應。
在天文學中法布里－珀羅標準具可以用來作為一種窄頻濾鏡，從原子躍遷的多條譜線中過濾出所需的譜線並使之成像，最常見的例子是太陽的H-α線以及Ca-K線。
在引力波探測中，採用法布里－珀羅諧振腔可以用來在毫秒量級的時間上儲存光子，使其在諧振腔的反射鏡之間反覆振盪。這種做法增加了引力波探測器的干涉臂的有效長度，從而提高了引力波探測器的靈敏度。這種原理被廣泛套用在引力波探測器如LIGO和VIRGO上，它們的構造都是帶有法布里－珀羅諧振腔的等臂邁克耳孫干涉儀，干涉臂長度在幾千米的量級。同時這些探測器還採用了小型的諧振腔，這些諧振腔通常被稱作模式過濾器，它們可用於參與主雷射的頻率穩定工作。
在雷射穩頻中，法布里－珀羅諧振腔使用低膨脹係數的玻璃，具有穩定的光學長度，用來作為頻率穩定的參考。

阿爾弗雷德·佩羅

基本介紹

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法布里－佩羅干涉儀

法布里－佩羅干涉儀套用

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