Numéro
J. Phys. Radium
Volume 19, Numéro 3, mars 1958
Page(s) 409 - 414
DOI https://doi.org/10.1051/jphysrad:01958001903040900
J. Phys. Radium 19, 409-414 (1958)
DOI: 10.1051/jphysrad:01958001903040900

Franges de Fabry-Perot en lumière blanche utilisées comme étalons de longueur d'onde

F.S. Tomkins et Mark Fred

Argonne National Laboratory, Lemont, Illinois


Abstract
The term analysis of the complex rare earth and heavy element spectra requires highly accurate descriptions of these spectra in order to avoid the masking of real regularities with spurious ones, and wavelength accuracy approaching that obtainable interferometrically is desirable. Such accuracy can be obtained by photographing white light interference fringes [1] as wavelength markers instead of the iron arc or other conventional standards, without the loss of light attendant on the usual methods of interferometry. The white light fringes provide equally spaced standards of uniform intensity and sharpness, whose wavelength values can be easily calibrated by comparison with a source such as 198Hg, thus avoiding the deficiencies of the iron lines with respect to accuracy, sharpness, and number. The spacing between fringes is determined by the etalon thickness and can be chosen at will. The wavelengths are determined as in the conventional method using a Fabry-Perot interferometer, by measuring the fractional order of the unknown by interpolation between neighboring fringes, and the whole order number either by counting fringes from a known line or by calculation from the known etalon thickness if the wavelength is already known to approximately 0.1 angstrom. In either case the interpolation distances actually measured are quite small and errors due to emulsion shrinkage or errors in the focal surface of the plateholder are minimized. Wavelengths accurate to ± 0.0003 Å can be obtained using this system in the 5th order of the Argonne 30-ft. spectrograph, and typical measurements are shown. Some applications of the method to the calibration of the spectrograph are discussed.


Résumé
L'analyse des termes des spectres complexes des terres rares et des éléments lourds exige des descriptions extrêmement précises de ces spectres si l'on veut éviter que les régularités réelles soient cachées par de fausses régularités, et il est souhaitable que les longueurs d'onde soient mesurées avec une précision voisine de celle qu'on peut obtenir en interférométrie. On peut obtenir cette précision en photographiant les franges d'interférence en lumière blanche comme marques de longueurs d'onde, au lieu de l'arc au fer ou des autres étalons conventionnels, sans la perte de lumière inhérente aux méthodes d'interférométrie usuelles. Les franges en lumière blanche donnent des étalons équidistants, d'intensité et de finesse uniformes, dont les longueurs d'onde peuvent être facilement étalonnées par comparaison avec une source telle que 198Hg, ce qui permet de s'affranchir des défauts des raies du fer : insuffisance de précision, de finesse, et petit nombre de raies. L'interfrange est déterminé par l'épaisseur de l'étalon et peut être choisi à volonté. On détermine les longueurs d'onde suivant le mode d'emploi habituel de l'interféromètre Fabry-Perot, en mesurant l'excédent fractionnaire de la raie inconnue par interpolation entre .franges voisines ; le nombre entier d'ordres est obtenu en comptant le nombre de franges à partir d'une raie connue, ou calculé à partir de l'épaisseur connue de l'étalon quand la longueur d'onde est déjà connue à 0,1 Å près. Dans les deux cas, les distances d'interpolation réellement mesurées sont très petites et les erreurs dues au déplacement de l'émulsion ou aux défauts de la surface focale du châssis photographique sont réduites au minimum. On peut obtenir des longueurs d'onde à 0,0003 Å près en utilisant ce système dans le 5e ordre du spectrographe de 9 m d'Argonne et on montre quelques mesures caractéristiques. On discute les applications de la méthode à l'étalonnage du spectrographe.

PACS
0760 - Optical instruments and equipment.

Key words
spectra -- light interference -- spectroscopy -- standards -- Fabry Perot interferometers -- measurement standards