珀罗腔精细度法测定反射率

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第33卷 第12期2006年12月

中 国 激 光

ChineseJournalofLasers

Vol.33,No.12

December,2006

-7025(2006)12-1675-05 文章编号:0258

激光相位调制法布里-珀罗腔精细度法

测定反射率

鲁红刚,蒋燕义,毕志毅

(华东师范大学物理系光谱学与波谱学教育部重点实验室,上海200062)

摘要 谐振腔精细度法是通过测量光学谐振腔透射谱线宽度来实现对光学反射镜反射率的测定。由于此谱线宽度数值通常在射频范围,采用光谱仪难以精确测量,而在谐振腔精细度方法的基础上引入激光相位调制技术,提出激光相位调制法布里-珀罗(F-P)腔精细度法测定反射率。利用电光调制器对激光进行射频相位调制,以产生的调制边带与激光载波的频率间隔作为/射频标尺0,精确测量了法布里-珀罗腔透射光谱的谱线宽度。利用腔精细度与腔透射光谱的谱线宽度及反射率的关系公式,获得了反射镜的反射率,测量精度可达到10-4。关键词 测量;激光相位调制;光学谐振腔;腔精细度;反射率中图分类号 O433.1 文献标识码 A

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MeasurementofReflectivityofOpticalMirrorsUsingLaserPhaseModulation

andFinenessofFabry-PerotCavity

LUHong-gang,JIANGYan-yi,BIZh-iyi

(KeyLaboratoryofOpticalandMagneticResonanceSpectroscopy,MinistryofEducation,

DepartmentofPhysics,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200062,China)

Abstract Thereflectivityofopticalmirrorscanbeobtainedbymeasuringlinewidthoftransmissionspectrumof

opticalcavityandthefinenessofFabry-Perot(F-P)cavity.Itisdifficultforaspectrometertomeasurethelinewidthaccuratelyduetoitslimitedresolution.Inthispaper,laserphasemodulationisintroducedonthebasisoffinenessofF-Pcavity,andlaserphasemodulationandfinenessofF-Pareproposedformeasuringthereflectivityofopticalmirrors.Thefrequencyintervalbetweenthecarrierandonesidebandgeneratedbyelectro-opticalmodulationisusedasaradiofrequencyrulertopreciselymeasurethelinewidth.Thusthereflectivityofmirrorsisobtainedwithuncertaintyreachingthelevelof10-4bytherelationoffinenessofcavity,spectrallinewidthandreflectivityofmirrors.

Keywords measurement;laserphasemodulation;opticalcavity;finenessofcavity;reflectivity

1 引 言

精确测定光学反射镜的反射率对于改进镀膜工艺、提高膜层质量具有重要意义。随着激光技术的发展,反射率的测定方法不断发展和改进,测量精度也不断提高。常见的反射率测定方法从原理上可以

收稿日期:2006-04-10;收到修改稿日期:2006-06-20

分为两大类:第一类是单、多次反射法,该方法原理简单,适合测量中低反射率。单次反射法是以待测镜片对激光反射一次,利用入射光强I0和透射光强

Ic1的差值与I0的比值获得反射率,或者利用反射光强Id1和入射光强I0的比值获得反射率。后者受光源

基金项目:国家自然科学基金(60490280)和上海市科学技术委员会(04JC14086,04DZ14009)资助项目。

作者简介:鲁红刚(1979)),男,山东烟台人,华东师范大学硕士研究生,主要从事精密激光光谱方面的研究。E-mail:luhonggang@

导师简介:毕志毅(1956)),男,上海人,华东师范大学教授,博士生导师,目前研究方向为精密激光光谱及激光稳频技术。E-mail:zybi@

*通信联系人。E-mail:yyjiang@

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