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激光锁定Fabry-Perot干涉仪精密测量电容

王建波 钱进 殷聪 陆祖良 黄璐 杨雁

王建波, 钱进, 殷聪, 陆祖良, 黄璐, 杨雁. 激光锁定Fabry-Perot干涉仪精密测量电容[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517001-0517001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0517001
引用本文: 王建波, 钱进, 殷聪, 陆祖良, 黄璐, 杨雁. 激光锁定Fabry-Perot干涉仪精密测量电容[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517001-0517001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0517001
Wang Jianbo, Qian Jin, Yin Cong, Lu Zuliang, Huang Lu, Yang Yan. Precise capacitance measurement by laser locking Fabry-Perot interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 517001-0517001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0517001
Citation: Wang Jianbo, Qian Jin, Yin Cong, Lu Zuliang, Huang Lu, Yang Yan. Precise capacitance measurement by laser locking Fabry-Perot interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 517001-0517001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0517001

激光锁定Fabry-Perot干涉仪精密测量电容

doi: 10.3788/IRLA201948.0517001
基金项目: 

国家重点研发计划(2016YFF0200302)

详细信息
    作者简介:

    王建波(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事稳频激光波长标准及其精密测量方面的研究。Email:wangjianbo@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TN249;O436.1

Precise capacitance measurement by laser locking Fabry-Perot interferometer

  • 摘要: 为了实现pF量级小电容的精密测量,建立了基于激光锁定Fabry-Perot干涉仪的精密电容测量系统。对该系统所采用的计算电容原理、激光锁定干涉仪方法及其整数级次确定方法进行了研究。首先,根据Lampard和Thompson电学基本原理介绍了Fabry-Perot干涉仪的结构与工作方式,采用一种锁定干涉仪测量位移的方法。其次,介绍了Fabry-Perot干涉仪的光路设计,详细分析了干涉仪锁定控制系统的工作状态以及锁定状态下干涉仪腔长的抖动情况。通过分析利用电容值确定干涉仪整数级次变化的可行性,提出了基于1 pF标准电容器确定Fabry-Perot干涉仪整数级次的实验过程。最后,介绍了Fabry-Perot锁定干涉仪的台阶式位移过程以及利用该套系统测量电容的重复性。实验结果表明:Fabry-Perot干涉仪在锁定状态下,腔长抖动峰峰值为0.4 nm,测量1 pF标准电容器重复性达到5.010-9。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-10
  • 修回日期:  2019-01-17
  • 刊出日期:  2019-05-25

激光锁定Fabry-Perot干涉仪精密测量电容

doi: 10.3788/IRLA201948.0517001
    作者简介:

    王建波(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事稳频激光波长标准及其精密测量方面的研究。Email:wangjianbo@nim.ac.cn

基金项目:

国家重点研发计划(2016YFF0200302)

  • 中图分类号: TN249;O436.1

摘要: 为了实现pF量级小电容的精密测量,建立了基于激光锁定Fabry-Perot干涉仪的精密电容测量系统。对该系统所采用的计算电容原理、激光锁定干涉仪方法及其整数级次确定方法进行了研究。首先,根据Lampard和Thompson电学基本原理介绍了Fabry-Perot干涉仪的结构与工作方式,采用一种锁定干涉仪测量位移的方法。其次,介绍了Fabry-Perot干涉仪的光路设计,详细分析了干涉仪锁定控制系统的工作状态以及锁定状态下干涉仪腔长的抖动情况。通过分析利用电容值确定干涉仪整数级次变化的可行性,提出了基于1 pF标准电容器确定Fabry-Perot干涉仪整数级次的实验过程。最后,介绍了Fabry-Perot锁定干涉仪的台阶式位移过程以及利用该套系统测量电容的重复性。实验结果表明:Fabry-Perot干涉仪在锁定状态下,腔长抖动峰峰值为0.4 nm,测量1 pF标准电容器重复性达到5.010-9。

English Abstract

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