Эталон Жира – Турнуа - Gires–Tournois etalon

Схема эталона Жира-Турнуа при нормальном падении света на первую отражающую пластину.

В оптика, а Эталон Жира – Турнуа представляет собой прозрачную пластину с двумя отражающими поверхностями, одна из которых имеет очень высокую отражательную способность, в идеале единство. Из-за многолучевая помеха, свет, падающий на эталон Жира – Турнуа, (почти) полностью отражается, но имеет эффективный фазовый сдвиг, который сильно зависит от длина волны света.

В комплексная амплитуда отражательная способность эталона Жира – Турнуа определяется выражением

{ displaystyle r = - { frac {r_ {1} -e ^ {- i delta}} {1-r_ {1} e ^ {- i delta}}}}

куда р₁ - комплексная амплитудная отражательная способность первой поверхности,

{ displaystyle delta = { frac {4 pi} { lambda}} nt cos theta _ {t}}

п это показатель преломления пластины

т это толщина пластины

θ_т это угол преломления свет делает в пластине, и

λ - длина волны света в вакууме.

Нелинейный эффективный фазовый сдвиг

Нелинейный фазовый сдвиг Φ как функция δ для разных р значения: (а) р = 0, (б) р = 0,1, (в) р = 0,5, и (г) р = 0.9.

Предположим, что ${ displaystyle r_ {1}}$ реально. потом ${ displaystyle | r | = 1}$ , независим от ${ displaystyle delta}$ . Это указывает на то, что вся падающая энергия отражается и интенсивность одинакова. Однако многократное отражение вызывает нелинейный сдвиг фазы ${ displaystyle Phi}$ .

Чтобы показать этот эффект, мы предполагаем ${ displaystyle r_ {1}}$ реально и ${ displaystyle r_ {1} = { sqrt {R}}}$ , куда ${ displaystyle R}$ - интенсивность отражательной способности первой поверхности. Определите эффективный фазовый сдвиг ${ displaystyle Phi}$ через

{ displaystyle r = e ^ {i Phi}.}

Получается

Амплитудная отражательная способность и групповая задержка, индуцированные интерферометром Жира-Турнуа с интенсивностью отражательной способности первой поверхности, равной

{ displaystyle R}

= 0,3, а второй поверхности

{ displaystyle R_ {2}}

= 1, т.е. как для идеального отражателя (синяя линия). В этом случае коэффициент отражения по амплитуде равен единице для всех частот, а резонансное поведение интерферометра наблюдается только при заданной групповой задержке. В качестве

{ displaystyle R_ {2}}

становится меньше единицы (красные и зеленые линии), например, из-за потерь на отражателе интерферометр Жира-Турнуа начинает вести себя как эталон Фабри-Перо. Остальные параметры расчета:

{ displaystyle t}

= 30 мкм,

{ displaystyle n}

= 1 и

{ displaystyle theta _ {t}}

=0.

{ displaystyle tan left ({ frac { Phi} {2}} right) = - { frac {1 + { sqrt {R}}} {1 - { sqrt {R}}}} tan left ({ frac { delta} {2}} right)}

За р = 0, нет отражения от первой поверхности, и результирующий нелинейный фазовый сдвиг равен двустороннему фазовому изменению ( ${ displaystyle Phi = delta}$ ) - линейный отклик. Однако, как видно, когда р увеличивается, нелинейный фазовый сдвиг ${ displaystyle Phi}$ дает нелинейный отклик на ${ displaystyle delta}$ и демонстрирует пошаговое поведение. Gires – Tournois etalon находит применение для лазера сжатие импульса и нелинейный Интерферометр Майкельсона.

Эталоны Жира – Турнуа тесно связаны с Эталоны Фабри – Перо. Это можно увидеть, исследуя полную отражательную способность эталона Жира-Турнуа, когда отражательная способность его второй поверхности становится меньше 1. В этих условиях свойство ${ displaystyle | r | = 1}$ больше не наблюдается: коэффициент отражения начинает проявлять резонансное поведение, характерное для эталонов Фабри-Перо.

Эталон Жира – Турнуа - Gires–Tournois etalon

Нелинейный эффективный фазовый сдвиг

Рекомендации