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Das Fabry-Pérot-Interferometer wurde 1897 von den französischen Physikern Charles Fabry und Alfred Pérot entwickelt.

Dieses Interferometer besteht aus zwei meist planparallelen Spiegeln hoher Reflektivität, die miteinander einen optischen Resonator bilden. Ein Fabry-Pérot-Interferometer mit festem Spiegelabstand wird auch als Etalon bezeichnet. Das Transmissionsspektrum dieser Anordnung zeigt schmale Transmissionspeaks für Wellenlängen, welche die Resonanzbedingung erfüllen, während andere Spektralbereiche in der Transmission nahezu vollständig ausgelöscht werden. Dies geschieht durch konstruktive bzw. destruktive Interferenz der Teilstrahlen. Der Abstand der Transmissionsmaxima heißt freier Spektralbereich des Resonators. Dieser Frequenzabstand ist von dem Spiegelabstand (L) und der Brechzahl (n) abhängig :

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Delta f=\frac{c}{2 n L}

Die so genannte Finesse dient zur Charakterisierung des Resonators. Sie ist definiert als Verhältnis zwischen freiem Spektralbereich und Halbwertsbreite eines einzelnen Peaks:

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \mathit{F}=\frac{\delta\lambda}{\Delta\lambda}

Die Finesse nimmt große Werte an bei hohen Reflektivitäten (R) der Spiegel oder bei niedriger Dämpfung im Resonator:

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \mathit{F}=\frac{\pi\sqrt{R}}{1-R}

Durchmesser der Interferenzringe

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.):  \Delta s=2 \cdot n \cdot d \cdot \sqrt{n^2-(sin\alpha)^2}
      (1)

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Delta \phi=\frac{2\cdot\pi\cdot\Delta s}{\lambda}
    (2)

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): 2\cdot n\cdot d\cdot cos(\alpha_{m_{max}-1})=(m_{max}-1)\cdot \lambda
   (3)

Wenn man (1) in (2) einsetzt ergibt sich Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Delta \phi=\frac{4\cdot\pi\cdot d\cdot n}{\lambda}=\frac{2\cdot \pi}{\lambda}\cdot \Delta s'

mit Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Delta s'
ist optischer Wegunterschied zwischen den reflektierten Strahlen.

Daraus erhält man die maximale Ordnung der Ringe, für ein festes Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \lambda

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): m_{max}\cdot \lambda=2\cdot n\cdot d
   (4)

Der innerste Ring gehört zur Ordnung Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): m_{max}-1 , also ist mit (4) und (3) der Winkel Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \alpha_{m_{max}-1}

gegeben. Daraus errechnet sich dann der Durchmesser des innersten Ringes, wenn man beachtet, dass der maximale Einfallswinkel der Lichtstrahlen =0 angenommen wird (senkrechter Einfall). Also ist der Durchmesser des innersten Ringes gegeben durch:

Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): s_m=2 \cdot f \cdot n \cdot sin(\alpha_m)

Anwendung

Anwendung findet das Fabry-Pérot-Interferometer:

• in der Spektroskopie als durchstimmbarer Interferenzfilter
• als mechanischer Modulator für monochromatische Strahlung, beispielsweise eines CO₂-Lasers bei 10,6 µm Wellenlänge (modulierbare Strahlleistung bis über 100 Watt)