파브리-페로 간섭계

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파브리-페로 간섭계(Fabry-Perot interferometer)는 다중 광속 간섭을 이용하는 장치로, 1899년 샤를 파브리(Charles Fabry)와 알프레드 페로(Alfred Perot)가 개발했습니다. 이 간섭계는 고분해능 분광계로 활용되거나 레이저 공진기로도 사용됩니다.
구조 및 원리파브리-페로 간섭계는 두 개의 고반사율 거울이 평행하게 마주 보는 구조로 이루어져 있습니다. 이 두 거울 사이의 간격을 '공동(cavity)'이라고 부릅니다. 빛이 간섭계에 입사하면, 두 거울 사이에서 다중 반사가 일어나면서 특정 조건에서만 빛이 투과되고, 나머지는 반사됩니다. 이 때, 투과되는 빛의 조건은 다음과 같습니다.

• 공진 조건: 입사광의 파장이 공동 거리의 정수배일 때, 즉 공동 거리가 반파장의 정수배가 될 때 보강 간섭이 일어나 빛이 최대로 투과됩니다.
• 위상차: 파장에 따라 위상차가 다르게 계산되므로, 스크린에는 동심원 형태의 간섭 무늬가 나타납니다.

• 높은 분해능: 다중 광속 간섭을 이용하기 때문에 Michelson 간섭계보다 훨씬 높은 분해능을 가집니다.
• 자유 스펙트럼 범위(FSR): 투과되는 신호들 사이의 간격으로, 공동 거리에 반비례합니다. FSR = c/2L (c는 광속, L은 공동 거리)
• Finesse: 간섭계의 분해능을 나타내는 척도로, 반사율이 높을수록 Finesse 값이 커지고 분해능이 높아집니다.

• 평행 평판 간섭계: 두 개의 평면 거울로 구성된 가장 기본적인 형태입니다.
• 구면 거울 간섭계: 구면 거울을 사용하여 평행도와 입사각에 덜 민감하고 집광 능력이 높습니다.
• 에탈론(Etalon): 공동 거리가 고정된 형태로, 안정성이 높습니다.
• 가변 간섭계: 공동 거리나 굴절률을 변화시켜 투과 주파수를 조절할 수 있습니다.

• 고분해능 분광기: 빛의 파장을 정밀하게 측정하거나, 좁은 파장 영역의 스펙트럼을 분석하는 데 사용됩니다.
• 레이저 공진기: 레이저 발진을 위한 공진기로 사용됩니다.
• 광학 필터: 특정 파장의 빛만 투과시키는 필터로 사용됩니다.
• 레이저 주파수 안정화: 레이저 주파수를 정밀하게 제어하는 데 사용됩니다.
• 광통신: 파장 분할 다중화(WDM) 시스템에서 특정 채널을 선택하는 데 사용될 수 있습니다.

• [다중 간섭](https://gnu.ac.kr/jsp/board/view.jsp?page=46&search=title&searchStr=&id=kr_050104000000&boardId=225&deptBoardGubun=&mainBoardGubun=)
• [Fabry-Perot Interferometer Tutorial - Thorlabs](https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=9071)
• [Fabry–Pérot interferometers – optical spectrum, analysis - RP Photonics](https://www.rp-photonics.com/fabry_perot_interferometers.html)