Gires – Tournois etalon - Gires–Tournois etalon

Schéma etalonu Gires-Tournois, kdy světlo dopadá při normálním dopadu na první odraznou desku.

v optika, a Gires – Tournois etalon je průhledná deska se dvěma odraznými plochami, z nichž jedna má velmi vysokou odrazivost, ideálně jednotu. Kvůli rušení několika paprsky, světelný dopad na etalon Gires-Tournois se (téměř) úplně odráží, ale má efektivní fázový posun, který silně závisí na vlnová délka světla.

The komplexní amplituda odrazivost etalonu Gires – Tournois je dána

${ displaystyle r = - { frac {r_ {1} -e ^ {- i delta}} {1-r_ {1} e ^ {- i delta}}}}$

kde r₁ je komplexní amplitudová odrazivost prvního povrchu,

${ displaystyle delta = { frac {4 pi} { lambda}} nt cos theta _ {t}}$

n je index lomu desky

t je tloušťka desky

θ_t je úhel lomu světlo tvoří uvnitř desky a

λ je vlnová délka světla ve vakuu.

Nelineární efektivní fázový posun

Nelineární fázový posun Φ jako funkce δ pro různé R hodnoty: (a) R = 0, (b) R = 0,1, (c) R = 0,5 a (d) R = 0.9.

Předpokládejme to ${ displaystyle r_ {1}}$ je skutečný. Pak ${ displaystyle | r | = 1}$, nezávislý na ${ displaystyle delta}$. To naznačuje, že veškerá dopadající energie se odráží a intenzita je jednotná. Vícenásobný odraz však způsobí a nelineární fázový posun ${ displaystyle Phi}$.

Abychom tento efekt ukázali, předpokládáme ${ displaystyle r_ {1}}$ je skutečný a ${ displaystyle r_ {1} = { sqrt {R}}}$, kde ${ displaystyle R}$ je intenzita odrazivosti prvního povrchu. Definujte efektivní fázový posun ${ displaystyle Phi}$ přes

${ displaystyle r = e ^ {i Phi}.}$

Jeden získá

Amplitudová odrazivost a skupinové zpoždění indukované interferometrem Gires-Tournois s odrazivostí intenzity prvního povrchu ${ displaystyle R}$= 0,3 a plocha druhé plochy ${ displaystyle R_ {2}}$= 1, tj. Pokud jde o dokonalý reflektor (modrá čára). V tomto případě je amplitudová odrazivost jednotná pro všechny frekvence a rezonanční chování interferometru je pozorováno pouze v přiděleném skupinovém zpoždění. Tak jako ${ displaystyle R_ {2}}$stane se menší než 1 (červená a zelená čára), například kvůli ztrátám na reflektoru se interferometr Gires-Tournois začne chovat jako etalon Fabry-Pérot. Další parametry výpočtu jsou ${ displaystyle t}$= 30 μm, ${ displaystyle n}$= 1 a ${ displaystyle theta _ {t}}$=0.

${ displaystyle tan left ({ frac { Phi} {2}} right) = - { frac {1 + { sqrt {R}}} {1 - { sqrt {R}}}} tan left ({ frac { delta} {2}} right)}$

Pro R = 0, žádný odraz od prvního povrchu a výsledný nelineární fázový posun se rovná změně fáze zpětného chodu (${ displaystyle Phi = delta}$) - lineární odezva. Jak je však vidět, kdy R je zvýšen, nelineární fázový posun ${ displaystyle Phi}$ dává nelineární odezvu na ${ displaystyle delta}$ a ukazuje krokové chování. Gires – Tournois etalon má aplikace pro laser pulzní komprese a nelineární Michelsonův interferometr.

Gires – Tournois etalony úzce souvisí Fabry – Pérot etalony. To lze vidět zkoumáním celkové odrazivosti etalonu Gires-Tournois, když se odrazivost jeho druhého povrchu sníží na 1. Za těchto podmínek je vlastnost ${ displaystyle | r | = 1}$již není pozorováno: odrazivost začíná vykazovat rezonanční chování, které je charakteristické pro Fabry-Pérot etalony.

Reference

• F. Gires a P. Tournois (1964). "Interferometr použitelný pro kompresi s kompresí limineuses modulů en frekvence". C. R. Acad. Sci. Paříž. 258: 6112–6115. (Interferometr užitečný pro pulzní kompresi frekvenčně modulovaného světelného impulsu.)
• Gires – Tournoisův interferometr v RP Photonics Encyclopedia of Laser Physics and Technology