ファブリ・ペロー干渉計
より一般のファブリ・ペロー共振器の場合、鏡の反射率が全ての周波数で同じとは見做せないこともあるが、ここまでの方程式は減衰時定数 τc(ν) と線幅 Δνc(ν) が周波数の局所関数となる以外は成り立つ。この場合においてもエアリー分布は全てのモードプロファイルの総和となるが、各モードプロファイルは強く歪曲される。 エアリー分布 A′trans と幾つかの構成モードプロファイル γ′q, trans  \gamma_{q,trans}^{\prime}(\nu)  の例を右図に示す。
エタロンの透過率の波長依存性は、2つの反射面の間で多重に反射された光同士の干渉により引き起こされる。これらの光の位相が合えば、透過光に強め合う干渉が起こりエタロンの高透過率ピークが生じる。透過光の位相が逆位相となれば、弱め合う干渉が起こり透過率の谷が生じる。多重反射光の位相が合うかどうかは光の(真空中での)波長 (λ) エタロンを通過する光の角度 (θ) エタロンの厚さ (ℓ) そして反射面の間の材質の屈折率 (n) によって決まる。
隣りあう透過光(たとえば図のT2 - T1)の間の位相差 δ は下式で与えられる。
\delta = \left( \frac{2 \pi}{\lambda} \right) 2 n \ell \cos\theta
両方の反射面が同じ反射率 R をもつとすると、エタロンの透過係数は次のように表わされる。
T_\mathrm e = \frac{(1 - R)^2}{1 - 2R\cos\delta + R^2} = \frac{1}{1 + F\sin^2\left(\frac{\delta}{2}\right)}
ここで、
F = \frac{4R}(1-R)^2
は「フィネス係数」である。
透過率が最大 ( Te = 1) となるのは、各透過光の光路長差 (2nlcosθ) が波長の整数倍となるときである。吸収は無いものとすると、エタロンの反射係数 Re と透過係数は相補的、つまり  Te + Re = 1 となる。最大反射率は以下のように与えられる。
R_\max = 1 - \frac{1}{1 + F} = \frac{4R}{(1 + R)^2}
また、反射率が最大となるのは光路長差が波長の半整数倍になったときである。
隣合う透過率ピーク間の波長差 Δλ は自由スペクトル領域(Free Spectral Range, FSR)と呼ばれ、以下のように与えられる。
\Delta\lambda = \frac{ \lambda_0^2}{2n_\mathrm g \ell \cos\theta + \lambda_0 } \approx \frac{ \lambda_0^2}{2n_\mathrm g \ell \cos\theta }
ここで、 λ0 は最近傍の透過率ピークの中心波長であり、 ng は群屈折率である。FSRと半値全幅 δλ との関係はフィネスによって以下のように与えられる。
\mathcal{F} = \frac{\Delta\lambda}{\delta\lambda} = \frac{\pi}{2 \arcsin\left(\frac{1}{\sqrt F}\right)}
この式は R > 0.5 のとき以下のように近似することが多い。
\mathcal{F} \approx \frac{\pi \sqrt{F}{2} = \frac{\pi R^\frac{1}{2} }{1 - R}
2つの反射面が同一でなかった場合、フィネスは以下のようになる。
\mathcal{F} \approx \frac{\pi (R_1R_2)^\frac{1}{4} }{1 - (R_1R_2)^\frac{1}{2}
フィネスが高いエタロンは透過率ピークが鋭く透過率の最低値も低い。入射角が斜めの場合、R はフレネルの式で与えられ、一般にはs偏光とp偏光で異ることからフィネスも入射光の偏光に依存する。
ファブリ・ペロー干渉計とファブリ・ペローのエタロンとの違いは反射面間の距離 ℓ を調整することで透過ピーク周波数を変化させることができることである。透過率は角度依存するため、エタロンをビームに対して回転させることによっても周波数を変えることができる。
ファブリ・ペロー干渉計またはエタロンは光モデム、分光器、レーザー、天文学において応用されている。
似た機器にジル・トルノアのエタロンがある。
右図に2つの透過光線、T0 はそのままエタロンを透過する光線、T1 は2回反射したのち透過する光線を示す。 光の振幅は1回反射されるごとに R 倍、また1回透過するごとに R 倍に減る。吸収は無いものと仮定すると、エネルギー保存則から T + R = 1 が要請される。以下では、 n はエタロン内部の屈折率、 n0 はエタロン外部の屈折率とする。また、 n > n0 を満たすものとする。点 a における入射光の振幅を 1 とし、光の振幅をフェーザ表示を用いて表わすものとする。すると、点 b における透過光の振幅は以下のようになる。
t_0 = T\,e^{ik\ell/\cos\theta}
ここで、エタロン内部における波数 k=2\pi n/\lambda を用いた。 λは真空中での光の波長である。同様に、点cでの透過光の振幅は以下のようになる。
t'_1 = TR\,e^{3ik\ell/\cos\theta}
2つの光線の方向に垂直な線上における振幅を足し合わせれば、透過光の全体の振幅が得られる。よって、点bにおける振幅 t0 と、点cにおける振幅  t′1 から位相が k_0 \ell_0 (k_0=2\pi n_0/\lambda はエタロン外部における波数)だけ遅れた振幅を足し合わせることになる。つまり、次の振幅を t0 と足しあわせる。
t_1 = TR\,e^{3ik\ell/\cos\theta-ik_0 \ell_0}
ここで ℓ0 は次のように得られる。
\ell_0=2\ell\tan\theta\sin\theta_0\,
\delta={2k\ell\over\cos\theta} - k_0 \ell_0\,
θ と θ0 間の関係はスネルの法則により
n\sin\theta=n_0\sin\theta_0\,
よって、位相差は次のように書ける。
\delta=2k\ell\,\cos\theta\,
ここまでにみてきた係数をくりかえし掛け合わせれば、m次の透過光線の振幅は以下のように得られる。
t_m=TR^m e^{im\delta}\,
よって、透過光全体の振幅はこれらを全て足し上げて得られ、以下のようになる。
t=\sum_{m=0}^\infty t_m=T\sum_{m=0}^\infty R^m\,e^{im\delta}
幾何級数を解くと、さらに次のように書き下される。
t=\frac{T}{1-Re^{i\delta}.
透過光の強度は t とその複素共役を掛け合せれば得られる。入射光の振幅を1としたので、透過係数は以下のように得られる。
T_e=tt^*=\frac{T^2}{1+R^2-2R\cos\delta}
キャビティが非対称の場合、つまり2つの反射面の反射率が異なる場合は次のように一般化される。
T_e=\frac{T_1T_2}{1+R_1R_2-2\sqrt{R_1R_2}\cos\delta}
\gamma = \ln\left(\frac{1}{R}\right) と定義すれば、上式は次のように書き換えられる。
T_e=\frac{T^2}{1-R^2}\left(\frac{\sinh\gamma}{\cosh\gamma-\cos\delta}\right)
第二項は巻き込みコーシー分布の定数倍であるから、透過係数はローレンツ関数により展開できる。
T_e=\frac{2\pi\,T^2}{1-R^2}\,\sum_{\ell=-\infty}^\infty L(\delta-2\pi\ell;\gamma)
ここで、ローレンツ関数は以下のように定義される。
L(x;\gamma) = \frac{\gamma}{\pi(x^2+\gamma^2)}.