法布里-珀罗干涉仪 基本概念与结构 ：法布里-珀罗干涉仪（Fabry–Pérot interferometer，简称F-P干涉仪）的核心是利用 多光束干涉 效应实现极高精度的波长（或频率）测量与光谱分析。其基本结构由两块平行放置的高反射率平面镜（或平面玻璃板）构成，镜面之间为空气或其它介质，形成一个光学谐振腔。这与之前介绍的迈克尔逊干涉仪（利用双光束干涉）在原理和结构上完全不同。 核心工作原理 ：当一束光射入这个腔体时，光会在两片高反射镜之间进行多次反射和透射。每一次在镜面上反射后，会有一部分光从第二片镜透射出去。所有这些透射光束是相干的（来自同一光源），它们会在无穷远处或透镜的焦平面上发生干涉。由于光束数量极多，干涉条纹会变得非常 细锐明亮 。只有满足特定共振条件（即光在腔内往返一次的光程差等于波长的整数倍）的光，才能产生相长干涉，形成亮纹。这导致其透射光谱是一系列分离的、极窄的峰值。 关键性能参数 ： 自由光谱范围 ：指相邻两个干涉级次（如m和m+1）所对应的波长或频率间隔。在此范围内，波长（或频率）与干涉条纹一一对应，是仪器不产生混淆的测量范围。 精细度 ：这是衡量仪器分辨能力的关键参数。它定义为 自由光谱范围 与单个透射峰的 半高全宽 （峰值强度一半处的宽度）之比。精细度直接反映了透射峰的尖锐程度，其值越高，仪器分辨细微波长差别的能力就越强。精细度主要由镜面的反射率决定，反射率越高，参与干涉的有效光束越多，条纹越细锐，精细度越高。 主要应用领域 ：凭借其极高的光谱分辨率，F-P干涉仪主要应用于： 高分辨率光谱学 ：用于分析原子、分子的精细光谱结构，以及测量光谱线的超精细劈裂。 激光器谐振腔 ：绝大多数激光器的核心组成部分就是一个F-P谐振腔，用于选择特定的振荡频率和模式，并储存光能量。 光学频率标准与滤波 ：用作高精度的光学滤波器，从宽谱光源中筛选出极窄的频带。在精密测量中，用于稳定激光频率。 长度与位移的精确测量 ：通过监测透射或反射光强的变化（对应于腔内光程的变化），可以以亚纳米级的精度测量镜片的微小位移或绝对长度。 进阶：现代变体与技术延伸 ：传统F-P干涉仪是“固定间距”的固体标准具。其现代发展包括： 扫描式F-P干涉仪 ：通过压电陶瓷等驱动器精密改变其中一块反射镜的位置（即扫描腔长），从而让不同的波长依次达到共振并从探测器输出，实现对输入光光谱的扫描测量。 光纤F-P干涉仪 ：利用两根光纤的端面构成微型谐振腔，或将光纤内部制成反射面，极大地减小了体积，提高了抗干扰能力，广泛应用于光纤传感领域（如测量压力、温度、应变）。 在引力波探测中的应用 ：在类似LIGO的装置中，其核心光学系统“迈克尔逊干涉仪”的每条臂实际上都被改造成了一个“法布里-珀罗谐振腔”，通过增加光在臂中的有效行程（往返数百次），极大地放大了由引力波引起的微小长度变化信号，这被称为“谐振腔增强”技术。