Optical Cavity, Optical Cavity Resonator, Fabry-Perot Cavity, Fabry-Perot Resonator   광 공진, 광 공진기, 광 공동, 광 공동 공진기, 페브리-페로 공동, 페브리-페로 공진기

(2014-10-02)

패브리 페롯 공동

1. 광 공동 공진기 (Optical Cavity Resonator) 

  ㅇ 공동 (Cavity)
     - 그 내부에 공기 또는 유전체로 채워져있는 구조를 일컬음 (공기통,유전체통 등)

  ㅇ 광 공동 (Optical Cavity)
     - `레이저에서 광 증폭매질에 의한 발진`,`간섭계에서 광 공진모드에 의한 파장 측정` 등
       을 위해 필요한 공간 구조 (공동 양끝에 거울 쌍이 있게됨)

  ㅇ 광 공진기 (Optical Resonator)
     - 특정 주파수에서만 광 에너지를 저장하거나 필터링 할 수 있는 장치


2. 광 공동 구조 (Optical Cavity Structure) 

  ㅇ 페브리-페로 공진기/에탈론 (Fabry-Perot Resonator 또는 Fabry-Perot Etalon)
     - 반사율이 큰 2장의 거울을 일정 거리에서 마주보게한 공동(空洞,Cavity) 구조
        . 공동 안에서 발생한 광파반사광파상보적 간섭상쇄적 간섭을 일으키며,
        . 이중에 특정 파장광파 만 남고 나머지는 모두 상쇄되어,
        . 특정 파장광파 만이 선별적으로 통과하여 출력으로 나타남
          

     - Fabry-Perot 공진모드(공동모드)
         
        . 공동 길이 L에 반파장(λ/2)의 정수배 만 허용됨
     
     - 페브리-페로 공진기레이저 공진기의 효시/기초라고 볼 수 있음

  ㅇ 레이저(LASER) 광 공진기
     - 증폭매질정귀환를 갖춘 광 공동(Optical Cavity) 모양을 한 공진 발진기
        . 한쪽은 전반사 거울, 다른쪽은 하프거울(반사율,투과율이 거의 같음)
          

     - 축 이외의 광파들은 측면을 통해 빠져나가 버리고, 
       축 상의 광파들은 증폭매질을 가로질러 왕복하며 증폭되며 매우 높은 평행성을 갖으며,
       결국, 가간섭성 레이저 광파를 만들게 됨


3. 레이저 공동 모드 (Cavity Mode)

  ㅇ 종 모드(Longitudinal Mode)
     - 레이저 공동기 안에서 광축 방향  광파정상파로 형성된 모드


4. 공진 파장 형태

  ㅇ 공동은 수많은 파장(주파수)들에서 다중 공진을 할 수 있음
     
     ⇒  L = mλr / 2n 
        . (n: 공진기 매질 굴절률, m: 임의 정수)


5. 레이저모드 이득 특성 例

  ㅇ 10개 종모드(longitudinal mode) 공진을 갖는 파장 스펙트럼 例)
     


[공진기] 1. 공진기 2. 공진 회로 3. RLC 공진회로 4. 전송선로 공진기 5. 공동 공진기 6. 광 공진기
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          1. 진동
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