Fabry-Pérot-Resonator

Laserphysik und -technik, ein offener optischer Resonator, der sich aus dem Fabry-Pérot-Interferometer entwickelt hat und vor allem in der Laserphysik Anwendung findet. Die ersten Laserresonatoren, so. z.B. beim Rubinlaser, waren Fabry-Pérot-Resonatoren. Der Fabry-Pérot-Resonator ist ein biplanarer Spiegelresonator, d.h. er besteht aus zwei identischen planparallelen koaxialen Spiegeln, der so justiert wird, dass die Lichtstrahlen achsenparallel verlaufen. Das Lasermedium befindet sich zwischen den Spiegeln. Im Gegensatz zu fokussierten Resonatoren, bei denen das Lasermedium ausserhalb der Strahlachse im Bereich des Fokus nicht zur kohärenten Emission beitragen kann, gestattet dieser Resonator prinzipiell, das gesamte aktive Lasermedium zu nutzen. Durch die einfache Geometrie lässt sich der Fabry-Pérot-Resonator auch theoretisch vergleichsweise einfach behandeln. Elektromagnetische Wellen mit Resonanzfrequenzen n_n und -wellenlängen l_n bilden im Resonator eine stehende Welle (Resonatormode). Dabei gilt: n_n = n · (c / 2L), l_n = 2L / n (L: Spiegelabstand, c: Lichtgeschwindigkeit im Lasermedium).

Der grosse Nachteil des Fabry-Pérot-Resonators beim Einsatz als Laserresonator ist seine Empfindlichkeit: Die Spiegel müssen zum einen auf Bogensekunden genau ausgerichtet sein, zum anderen müssen sie äusserst eben sein (l / 50). Ausserdem können starke Beugungsverluste den Laserbetrieb verhindern.

Fabry-Perot-Resonator: a) aus nur einem Spiegel mit zwei reflektierenden Schichten aufgebaute Variante; b) Bauweise mit zwei Spiegeln.