Interferómetro Fabry-Pérot

No campo da óptica, un interferómetro Fabry-Pérot consiste nun instrumento –un interferómetro- feito cunha lámina transparente con dúas superficies reflectantes (tamén chamado etalon), ou no seu lugar dous espellos paralelos altamente reflectantes.

O seu espectro de transmisión como función da lonxitude de onda exhibe picos de gran transmisión correspondentes ás resonancias da cavidade Fabry-Pérot. Leva o nome en honor a Charles Fabry e Alfred Pérot, os primeiros en caracterizar o fenómeno interferencial no que se basea.

A súa función de transmisión procede da interferencia entre as reflexións múltiples de luz, entre dúas superficies reflectantes. Que os múltiples feixes reflectidos estean en fase e se teña interferencia construtiva e polo tanto tamén unha alta transmisión á saída do interferómetro, depende da lonxitude de onda da luz, do ángulo de refracción (θ) na lámina, do espesor (l) e do índice de refracción do material entre as superficies reflectantes (n). Así a diferenza de fase entre feixes procedentes de reflexións sucesivas vén dada por:

onde o factor 2nl cosθ corresponde á lonxitude de camiño óptico nunha dobre travesía do feixe na lámina.

E deste xeito, se ambas as dúas superficies teñen un coeficiente de reflexión R, a función de transmisión da cavidade vén dada pola expresión:

E daquela terase un máximo de transmisión (Te = 1) cando a diferenza de camiño óptico entre feixes transmitidos sexa un múltiplo  enteiro da lonxitude de onda. Na ausencia de absorción, a reflectividade é complementaria da transmisión, de xeito que Te + Re = 1. E así a reflectividade máxima será:

E que ocorre cando a diferenza de camiño é un múltiplo semienteiro da lonxitude de onda.
dereita|miniatura|Función de transmisión do interferómetro F-P
A separación en lonxitudes de onda entre picos de transmisión adxacentes é o que se denomina rango espectral libre (FSR –Free Spectral Range) da cavidade F-P ( ), e vén dada por:

onde λ0 é a lonxitude de onda central do pico de transmisión imediato. O FSR está relacionado coa anchura a media altura (FWHM), anchura espectral dunha banda de transmisión calquera, por unha cantidade coñecida como a finura (F ou α):

Sendo válida a expresión aproximada para valores de R>0.5. Interferómetros F-P cun valor alto da finura amosan picos de transmisión máis estreitos e cuns valores mínimos de coeficientes de transmisión inferiores. A principal diferenza entre o esquema de interferómetro F-P que emprega unha lámina e o que simplemente emprega dous espellos, áchase no feito de como sintonizar os picos de transmisión e escoller a lonxitude de onda na que se producen. Se no primeiro caso o que se fai é rotar a lámina respecto do feixe, aproveitando as propiedades refractivas do medio, no caso de empregar espellos o que se fai é simplemente modificar a distancia entre eles.

En canto ás aplicacións que atopan estes instrumentos achamos as comunicacións ópticas, a espectroscopía, o deseño e fabricación do láser (os F-P constitúen por si propios un tipo de cavidade resoante na que situar un medio activo), e tamén na astronomía.

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Interferometría
 Interferómetro
 Óptica
 Láser
 Prisma Dicroico
 Filtro dicroico

Categoría:Interferometría