真空微波法-布腔的设计+文献综述(2)
时间:2018-07-28 14:28 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
FTS是利用光波的相互干涉性质原理而研制出的干涉型红外光谱仪。因为干涉仪得到的是光源的干涉图，所以可以利用数学上的傅立叶变换函数的性质，使用电脑将它的光源的干涉图转换成光源的光谱图。这个过程是将以光程差为函数的干涉图转换成以波长为函数的光谱图，所以我们将这种干涉型红外光谱仪称为FT红外光谱仪[ ]。 2 傅里叶变换微波光谱仪的发展历史与现状 3 F-P腔的结构、原理与传统应用 3.1 F-P腔的结构 F-P腔的结构图如下：  图3.1 F-P腔剖面结构图 1.压电陶瓷 2.腔镜1 3.胶木 4.紫铜 5.珀耳帖件 6.螺旋微调块 7.腔镜 8.铝壳 9.殷钢 图3.2 F-P腔外观结构图 3.2 法-珀腔的工作原理——多光束干涉 法-珀腔（Fabry-perot Cavity)是一类使用多光束干涉现象来工作的装置： 3.3 多光束干涉 如图3.3，一簇光O射入到一对平行的薄膜层上，它将会形成一系列的反射光束1,2,3……和一系列的透射光束1’2’3’…… 令 和 分别表示光从薄膜外到薄膜内的振幅反射率和投射率， 和 分别表示从薄膜内到薄膜外的振幅反射率和透射率，用A表示入射光O的振幅。在薄膜两侧媒质的折射率 和 相等的条件下，除反射光线1与2之外，其他相邻光线间都没有因为半波损失引起的光程差且两个系列中每对光线相位差（不考虑半波损失）均为: 其中 是光线在膜内的倾角， 是上下膜的距离， 是介质折射率，λ是入射波长。 因 = ，由光的可逆性原理可以得到： 光射到薄膜上一部分反射，另一部分发生折射，反射与折射在薄膜上不断的进行，光的振幅和强度也被多次地削弱。反射光束和透射光束的复振幅表示为： 反射光和投射光的总振幅和光强分别为：式中 ， 为入射光强。计算可得透射光强为： 反射光强 ： 式中R是光强反射率，IR是反射光强，I0是入射光强，IT是透射光强。由上式可得法-珀腔的透射特性曲线为： 3.3 F-P腔透射特性曲线 观察透射特性曲线易知，R的值越大，在透射光强极大处曲线的锐度就会越大。R值的升高表示着无穷系列中后面的光束的影响愈发地重要，因此参与到干涉效应中的光束数量不断地增加[ ]。它导致的现象就是干涉条纹的锐度逐渐增大。这个特性就是多光束干涉的普遍规律。 3.3 法-珀腔的传统应用 法-珀腔的工作原理，一开始是应用于研究光谱的精细结构地。如果用单色光入射，则λ固定，倾角能够是任何角度。而干涉极强只会在特定方向 上出现。在 、 不变的情况下，可以推出第k级亮纹角宽度为： 从上式易得，条纹地细锐程度会随反射率R值、腔长 增大而增大。采用按法-珀干涉仪原理制成的长腔结构,能够获得非常细锐的条纹。如取R≈0.90,h≈ 5cm,λ≈0.6μm,nsinik≈1/2,则角宽度约为 量级。如此细锐的条纹使人们能更加精准地检测他们的精确位置,比较相近谱线的波长,以及开展用波长度量长度的工作。 (责任编辑：qin) |