飞秒激光绝对距离测量：法布里-珀罗标准具的应用

"用于飞秒激光绝对距离测量的法布里-珀罗标准具的设计与实现" 飞秒激光绝对距离测量是精密光学领域的关键技术之一，它在科学研究、工业制造和航空航天等领域有着广泛的应用。法布里-珀罗标准具是这项技术中的核心组件，其工作原理基于光的干涉现象，能够实现高精度的光学频率测量和距离探测。 法布里-珀罗标准具是一种双镜片结构，两个平行反射镜之间有一个精确控制的空气隙，这个空气隙的厚度决定了光波在腔内往返的相位差。当入射光经过这个腔体时，只有特定波长的光才能在两镜片间形成干涉增强，而其他波长的光则被部分抵消，形成了光谱上的明暗交替条纹，即梳状光谱。这种光谱特性使得法布里-珀罗标准具成为光频测量和光谱分析的理想工具。 在这个研究中，设计了一种简单且稳定的空气隙法布里-珀罗标准具，特别适用于飞秒脉冲激光器的绝对距离测量。飞秒激光具有极短的脉冲持续时间，能提供高时间分辨率，使得测量微小距离变化成为可能。将法布里-珀罗标准具置于迈克耳孙干涉仪的两路光束会聚出光处，激光的梳状光谱通过标准具过滤，然后通过光谱仪进行精确监测。通过分析干涉信号的光谱功率密度，可以计算出飞秒脉冲激光器相对于标准具的绝对距离。 实验中，利用迈克耳孙干涉仪和法布里-珀罗标准具的组合，实现了±1毫米测量范围内的绝对距离测量，精度达到了±5微米，这证明了该系统的高精度和稳定性。这种高精度的测量方法对于飞秒激光技术的发展以及精密光学测量有着重要意义，它可以用于例如微纳米加工、生物医学成像、空间探测等领域的精密定位和距离测量。 国家自然科学基金支持了这项研究，这表明了科研界对这一技术的重视。研究者许艳及其团队通过详细阐述法布里-珀罗标准具的参数设计、调节系统实验和飞秒脉冲激光器绝对距离测量的光谱分辨干涉法的测量原理，为飞秒激光绝对距离测量提供了新的解决方案。未来，随着技术的进一步发展，这种测量方法的精度和应用范围有望得到更大的提升。