·592· 北京科技大学学报 1998年第6期 光线2比光线1多了2次反射，对其幅值响应3，()=R2s,(f)(R为透射系数)， (f)=Rtf),对相位响应而言，6，()=6，（在此基础上，作类似的推导. 光线2的出射光强度表达式为： I=I(f2+(4πf,/)s(f)cos[2πft+p-62(f]} (11) 实际应用中，应用的透射光就是光1和光2之和，二者叠加： L,=II(f川2+If,l2+(4πu/)s,(f)cos[2πf.t+p-6.(f)]} (12) 其中：队f)=8,()=8,(fs(f)=3(f)+s()=(1+R)s,(f. 用前面同样的方法我们可以推出反射光3和4透射光强的表达式： L=Il(f,)川2+|tf,川2+(4πu/)s,(f)cos[2πf.t+p-8.(f)} (13) 其中，s,)=s,00+5,). 从式(I3)可以看出，反射光强和透射光强一样也带有超声振动信号，其表达式和透射光 强的表达形式极为相似，所以在用透射光强的时候， 同时也可以用反射光强，在不考虑镜面反射光能损失 反射峰 的情况下，透射光强和反射光强之和应等于人射光 强，而且在一般情况下法布里面·珀罗干涉仪的透射 共轭峰 谱线和反射谱线相对于∫，=0.5处完全对称，如图3 所示，我们称这种对称性为法布里·珀罗干涉仪的共 轭输出特性，很明显，如果将激光频率改变（或等效地 改变干涉仪的腔长)所测得的透射峰曲线和反射峰曲 线反向叠加就可以得到新的共轭曲线.如图3，新的共 透射峰 轭峰曲线比透射峰和反射峰曲线具有较大的陡度和 高度，因此用共轭峰曲线在理论上能明显地提高探测 图3反（进）射峰和共轭峰曲战 灵敏度. 3实验装置及实验结果 为了验证上面的共轭分析，设计了如图4的光路图.实验中给压电陶瓷（注：该压电陶瓷 与干涉仪的一球面镜固定在一起)加一锯齿波电压以改变干涉仪的腔长，在出射光和反射光 HF He-Me激光器 PIN2 控制系统 低通滤波 PINI 信号迭加 高频滤波 高频放大 信号显示 图4 实现共轭输出的实验装量北 京 科 技 大 学 学 报 199 8年 第 6期 光 线 2 比 光 线 l 多 了 2 次 反 射 , 对其 幅 值 响 应 5 2 (天) = 尸 5 1 ( f 。 ) (R 为 透 射 系 数 ) , tz( f 一 R 叭了r) , 对相 位 响应而 言 , 氏( fu ) = 氏( fu ) . 在此基 础上 , 作类 似的推 导 . 光线 2 的 出射光强度 表 达式 为 : 、少、产.. J `且, ,盆.` . 了 盈 `、.、 人 实际应 用 中 , = 人{Ilt ( f ,) l ’ + ( 4二 f : l 又) 5 2 ( f “ ) 应用 的透 射光就是 光 1和光 2 e o s [ 2二 f “ r + 沪 一 0 2 ( f 。 ) ]} 之 和 , 二者 叠加 : I, : 8蔑f u ) = 式厦l r , ( f )r I ’ + l tZ( f r ) l ’ + (4二 u / 又) s ; ( f “ ) c o s [2 二 f 。 r + 沪 一 e r ( f “ ) ]} = 0 1 ( f u) = 0 2 ( f “ ) ; s浅f 。 ) = s ; ( f 。 ) + 5 2 ( f 。 ) = ( l + r ) 5 1 ( f “ ) . 用前面同样 的方 法我们可 以推出反射光 3 和 4 透射光 强 的表达 式 : rI = 式{l 3t ( f , ) l ’ + } t4( f ; ) l ’ + (4 二 u / 又) s , ( f “ ) e o s [ 2 二 f “ t + 护 一 e r( f 。 ) ]} ( 1 3) , sr 优) = 5 3优) + s 一优) · 从式 ( 13) 可 以 看 出 , 反 射光 强和 透射 光强 一样 也 带有 超 声振 动信 号 , 其表 达式 和 透射光 其中中 强 的 表 达 形式 极 为 相 似 , 所 以 在 用 透射光 强 的 时候 , 同时也 可 以 用反 射光强 . 在不 考虑 镜面反射 光 能损失 的 情 况 下 , 透 射 光 强 和 反 射 光 强 之 和 应 等 于 人 射 光 强 , 而且 在 一般情况 下 法 布里面 一 拍 罗 干涉 仪 的透 射 谱线和 反 射谱线相 对于 f r = .0 5 处完全 对称 , 如 图 3 所 示 , 我们称 这 种对称性 为 法布里 一 拍 罗 干涉 仪的共 辘 输出特 性 . 很明 显 , 如果将激光 频 率改 变 (或等效地 改变 干涉 仪的腔 长 ) 所测 得 的透 射峰曲线和 反射峰 曲 线反 向叠 加就 可 以 得到新 的 共扼 曲线 . 如 图 3 . 新 的共 扼 峰 曲线 比透 射峰和 反射 峰 曲线 具 有 较大 的陡 度 和 高度 , 因此 用共 扼峰曲线在理论 上能明显地 提 高探测 灵敏度 . 反 射峰 共扼峰 透射峰 圈3 反 (通 ) 射峰和共辘峰曲线 3 实验装皿及实验结果 为了 验证上 面的 共 扼分析 , 设计了如图 4 的光路 图 . 实验 中给 压 电陶 瓷 (注 : 该压 电陶瓷 与干涉仪的一 球面镜固定 在 一起 )加一 锯齿波电压以改变干 涉仪的腔 长 , 在 出射光 和反 射光 人、 . 口 因 低通 滤波 信号迭加 P IN Z 图4 实现共扼输 出的实验装 t