法布里-珀羅標準具(F-P標準具) - 筱曉光子新品速遞⑧ 2022-07-05

標準具，全稱為法布里-珀羅標準具，又叫F-P標準具、Etalon，本質上是干涉儀的一種，它是由兩個平行表面組成的一種干涉儀。

標準具和尺子有很大的相似之處，尺子用來測兩點之間的距離，標準具則用來測量激光在一段時間掃過的頻率。

尺子的最小計量單位是他的最小刻度間隔，普通刻度尺測到mm，游標卡尺、千分尺的刻度則更小，標準具也是如此，它的最小測量單元叫做自由光譜程（Free Spectral Range），下文簡稱為FSR。當一束掃頻中的激光垂直入射標準具時，從標準具另一端輸出的透射光功率將周期性地出現透射峰，如下圖所示，兩個峰之間的距離就叫FSR，它可以在波數、波長、頻率三種單位之間進行換算。

通常在購買標準具時，廠家會給出具體標準具的FSR參數，在使用時只需要計數，激光掃過了多少個FSR，就知道了激光剛剛改變了多少的頻率。為了追求更精細的FSR，要么增加標準具的長度，要么增加傳輸介質的折射率，其根本，都是在增加光程。

我們也可以使用波長計或吸收譜線等絕對頻率測量設備對FSR進行測定。我們用2108.8nm激光器作為光源，用三角波對其光頻進行緩慢掃描，頻率0.1Hz，如下圖所示：

標準具透射光功率時域圖

激光頻率時域圖

從結果可以得知，激光一次掃描掃過的波長為0.6894nm，掃過FSR共計46個，因此FSR = 0.6894nm/46=0.015nm，更換為波數單位：

FSR = 0.6894/46/2108/2108*10^7 = 0.0337 cm-1