用于增大稳定性的法布里-珀罗谐振器的锥体间隔件

摘要

提供了一种法布里‑珀罗谐振器间隔件。间隔的法布里‑珀罗谐振器包括：四面体主体，由具有一泊松比的材料制成并且定义多个三角形面、多个边、和多个角，其中所述多个角中的每个角被截断以形成安装平面中的安装表面。所述间隔件还包括：第一反射镜通道，被配置为接收第一光学元件；第二反射镜通道，被配置为接收第二光学元件；以及光学腔，在所述第一反射镜通道和所述第二反射镜通道之间成直线地延伸穿过所述四面体主体。

权利要求

1.一种法布里-珀罗谐振器间隔件，包括：

四面体主体，所述四面体主体由具有一泊松比的材料制成并且定义多个三角形面、多个边、和多个角，其中所述多个角中的每个角被截断以形成安装平面中的安装表面；

第一反射镜通道，被配置为接收第一光学元件；

第二反射镜通道，被配置为接收第二光学元件；以及

光学腔，在所述第一反射镜通道和所述第二反射镜通道之间成直线地延伸穿过所述四面体主体。

2.如权利要求1所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，将所述多个边中的每个边以相对于所述安装平面中的一个安装平面的预定角度进行截断。

3.如权利要求2所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，根据以下公式来截断所述多个边中的每个边：其中 是相对于所述安装平面中的一个安装平面的角度，并且υ是所述四面体主体的所述材料的泊松比。

4.如权利要求3所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，所述第一反射镜通道和所述第二反射镜通道设置在所述四面体主体的远端截断边上。

5.如权利要求4所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，还包括：设置在所述第一反射镜通道中的第一光学元件和设置在所述第二反射镜通道中的第二光学元件。

6.如权利要求5所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，所述第一光学元件包括第一曲面镜，并且所述第二光学元件包括第二曲面镜。

7.如权利要求6所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，所述第一光学元件还包括第一热稳定性环，并且所述第二光学元件还包括第二热稳定性环，所述第一热稳定性环和所述第二热稳定性环被配置为屏蔽所述第一光学元件和所述第二光学元件以使其免受温度变化影响。

8.如权利要求7所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，还包括：第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对于彼此和所述光学腔正交地延伸穿过所述四面体主体。

9.如权利要求8所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，所述第一通孔和所述第二通孔为圆柱形。

10.如权利要求1所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，所述光学腔具有一英寸的长度。

11.如权利要求1所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，所述四面体主体由超低膨胀玻璃、单晶硅、碳纤维材料、具有负的热膨胀系数的材料、碳化硅、蓝宝石、石英、电光材料、压电材料、和陶瓷材料中的一项构成。

12.如权利要求11所述的法布里-珀罗谐振器间隔件，其中，所述碳化硅为结晶碳化硅。

13.一种法布里-珀罗谐振器系统，包括：

具有四面体主体的间隔件，所述四面体主体由具有一泊松比的材料制成并且定义多个边和多个角；

第一光学元件和第二光学元件，由所述四面体主体间隔开；以及光学腔，在所述第一光学元件和所述第二光学元件之间成直线地延伸穿过所述四面体主体。

14.如权利要求13所述的法布里-珀罗谐振器系统，其中，所述多个角中的每个角被截断以形成安装平面中的安装表面。

15.如权利要求14所述的法布里-珀罗谐振器系统，其中，将所述多个边中的每个边以相对于所述安装平面中的一个安装平面的预定角度进行截断。

16.如权利要求15所述的法布里-珀罗谐振器系统，其中，根据以下公式来截断所述多个边中的每个边：其中 是相对于所述安装平面的角度，并且υ是所述四面体主体的所述材料的泊松比。

17.如权利要求16所述的法布里-珀罗谐振器系统，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置在所述四面体主体的远端截断边上。

18.如权利要求17所述的法布里-珀罗谐振器系统，其中，所述第一光学元件包括第一曲面镜，并且所述第二光学元件包括第二曲面镜。

19.如权利要求18所述的法布里-珀罗谐振器系统，其中，所述第一光学元件还包括第一热稳定性环，并且所述第二光学元件还包括第二热稳定性环，所述第一热稳定性环和所述第二热稳定性环被配置为屏蔽所述第一光学元件和所述第二光学元件以使其免受温度变化影响。

20.如权利要求13所述的法布里-珀罗谐振器系统，还包括：第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对于彼此和所述光学腔正交地延伸穿过所述四面体主体。

21.如权利要求13所述的法布里-珀罗谐振器系统，其中，所述光学腔具有一英寸的长度。

说明书

用于增大稳定性的法布里-珀罗谐振器的锥体间隔件

技术领域

背景技术

[0001] 法布里-珀罗谐振器(Fabry-Perot resonator)在科学、工业、医疗、和军事领域有着广泛的应用。例如，这样的应用可以包括电信网络、激光谐振器、和激光光谱学、以及其他空中感测(airborne sensing)应用。通常的法布里-珀罗谐振器包括间隔开一段距离的两个光学板或光学反射镜(mirror)。光学板之间的距离可以是气隙，也可以用其他材料填充。光学板被布置成使得进入该一对板的输入光波在所述板之间反射多次，从而产生多个输出波。通过调整两个光学板之间的空间，可以控制谐振器的谐振波长。

发明内容

[0002] 各方面和实施例针对法布里-珀罗谐振器。具体地，各实施例包括对变形力不敏感的谐振器系统和谐振器间隔件。因此，一个实施例包括具有球体和立方体间隔件特征的、回弹(resilient)四面体形法布里-珀罗间隔件。由于间隔件的四面体形状，间隔件的减小的质量以及减小的对称性增大在对空中应用来说至关重要的频谱中对加速度、振动、和热力的不敏感性。在至少一个实施例中，间隔件的截断的角和/或边进一步减小间隔件的质量和对称性，额外增大了谐振器对破坏力的不敏感性。在其他实施例中，热稳定性环的使用保护法布里-珀罗谐振器中光学元件的面向外部的表面，增大了对热力和波动的不敏感性。增大的力不敏感性允许在移动平台上部署法布里-珀罗谐振器。

[0003] 本文描述的至少一个方面针对一种法布里-珀罗谐振器间隔件，包括：四面体主体，所述四面体主体由具有一泊松比(Poisson ratio)的材料制成并且定义多个三角形面、多个边、和多个角，其中所述多个角中的每个角被截断以形成安装平面中的安装表面；第一反射镜通道，被配置为接收第一光学元件；第二反射镜通道，被配置为接收第二光学元件；以及光学腔，在所述第一反射镜通道和所述第二反射镜通道之间成直线地延伸穿过所述四面体主体。

[0004] 根据一个实施例，将所述多个边中的每个边以相对于所述安装平面中的一个安装平面的预定角度进行截断。在一个实施例中，根据以下公式来截断所述多个边中的每个边：其中 是相对于所述安装平面中的一个安装平面的角度，并且υ是所述四
面体主体的所述材料的泊松比。在另一实施例中，所述第一反射镜通道和所述第二反射镜通道设置在所述四面体主体的远端截断边上。

[0005] 根据另一实施例，所述第一反射镜通道和所述第二反射镜通道设置在所述四面体主体的远端截断边上。在一个实施例中，所述法布里-珀罗谐振器间隔件还包括：设置在所述第一反射镜通道中的第一光学元件和设置在所述第二反射镜通道中的第二光学元件。在一个实施例中，所述第一光学元件包括第一曲面镜，并且所述第二光学元件包括第二曲面镜。在另一实施例中，所述第一光学元件还包括第一热稳定性环，并且所述第二光学元件还包括第二热稳定性环，所述第一热稳定性环和所述第二热稳定性环被配置为屏蔽所述第一光学元件和所述第二光学元件以使其免受温度变化影响。

[0006] 根据一个实施例，所述法布里-珀罗谐振器间隔件还包括：第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对于彼此和所述光学腔正交地延伸穿过所述四面体主体。在一个实施例中，所述第一通孔和所述第二通孔为圆柱形。在另一实施例中，所述光学腔具有一英寸的长度。在另一实施例中，所述四面体主体由超低膨胀玻璃、单晶硅、碳纤维材料、具有负的热膨胀系数的材料、碳化硅、结晶碳化硅、蓝宝石、石英、电光材料、压电材料、和陶瓷材料中的一项构成。

[0007] 本文描述的另一方面针对一种法布里-珀罗谐振器系统，包括：具有四面体主体的间隔件，所述四面体主体由具有一泊松比的材料制成并且定义多个边和多个角；第一光学元件和第二光学元件，由所述四面体主体间隔开；以及光学腔，在所述第一光学元件和所述第二光学元件之间成直线地延伸穿过所述四面体主体。

[0008] 根据一个实施例，所述多个角中的每个角被截断以形成安装平面中的安装表面。在一个实施例中，将所述多个边中的每个边以相对于所述安装平面中的一个安装平面的预定角度进行截断。在一个实施例中，根据以下公式来截断所述多个边中的每个边：
其中 是相对于所述安装平面的角度，并且υ是所述四面体主体的所述材
料的泊松比。

[0009] 根据另一实施例，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置在所述四面体主体的远端截断边上。在一个实施例中，所述第一光学元件包括第一曲面镜，并且所述第二光学元件包括第二曲面镜。在另一实施例中，所述第一光学元件还包括第一热稳定性环，并且所述第二光学元件还包括第二热稳定性环，所述第一热稳定性环和所述第二热稳定性环被配置为屏蔽所述第一光学元件和所述第二光学元件以使其免受温度变化影响。

[0010] 根据一个实施例，所述法布里-珀罗谐振器系统还包括：第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对于彼此和所述光学腔正交地延伸穿过所述四面体主体。在一个实施例中，所述光学腔具有一英寸的长度。

[0011] 以下，详细地讨论这些示例性方面和实施例的另外其他方面、实施例和优点。本文公开的实施例可以按照与本文公开的各原理中的至少一个相一致的任何方式与其他实施例进行组合，并且对“一实施例”、“一些实施例”、“替换实施例”、“各种实施例”、“一个实施例”等的提及不一定是互相排斥的，并且旨在表示所描述的特定特征、结构或特性可以包括在至少一个实施例中。这些术语在本文中的出现不一定全都指代相同的实施例。

附图说明

[0012] 下面，参考附图来讨论至少一个实施例的各个方面，附图并非意欲是按比例绘制的。包括附图以提供对各个方面和实施例的说明和进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分，但不旨在作为对本发明范围的限定。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的附图标记来表示。为了清楚起见，并没有在每个图中都标记出每个部件。在附图中：

[0013] 图1为根据一实施例的法布里-珀罗谐振器间隔件(spacer)的立体图；

[0014] 图2为示范的四点法布里-珀罗谐振器间隔件安装系统；

[0015] 图3为根据一实施例的法布里-珀罗谐振器间隔件的透视图；

[0016] 图4A为示出根据一实施例的法布里-珀罗谐振器间隔件的力不敏感性(force insensitivity)的曲线图；

[0017] 图4B为图4A的增强视图。

具体实施方式

[0018] 如上所述，传统的法布里-珀罗谐振器包括以精确距离间隔开的两个反射光学元件。该距离可以是气隙，可以用其他材料填充，或者由谐振器间隔件定义。通常，期望法布里-珀罗谐振器的结构能够承受由运动加速度、谐运动、温度、和/或安装硬件引起的结构上的力，因为这些力可能导致该一对光学元件的几何形状的改变。例如，谐振器的运动加速度可能导致所述元件之间的间隙的变化，这可能导致对于谐振器的不期望影响，例如产生不精确的信号。

[0019] 早期的法布里-珀罗谐振器包括由实心玻璃间隔件间隔开的两个光学元件。之后，实心玻璃间隔件被中空玻璃管所取代。中空玻璃管使在该一对光学元件之间反射的光波能够在所述光学元件之间的空气中行进。然而，这两种方法都容易受到诸如运动加速度等外力所产生的不良影响。用于增大法布里-珀罗谐振器稳定性的传统方法包括使用以“橄榄球(football)”的方式成形的谐振器间隔件和两点安装的球体。虽然稍微改善了法布里-珀罗谐振器对外部热力的不敏感性，但是“橄榄球”形间隔件和两点安装球体间隔件安装起来是不切实际的，并且仍然容易受到加速度力(accelerational force)的影响。诸如用立方体形间隔件等的、用于改善法布里-珀罗谐振器的不敏感性的其他尝试也遭受相关缺陷的影响。

[0020] 因此，提供了对变形力不敏感的谐振器系统和可方便安装的间隔件。在一个实施例中，谐振器系统包括回弹四面体形法布里-珀罗间隔件，其具有与环补偿器(ring compensator)兼容的球体和立方体间隔件的期望特征。四面体形间隔件的减小的质量(mass)以及减小的对称性增大了在对空中应用来说至关重要的频谱中对加速度、振动、和热力的不敏感性。

[0021] 要理解的是，本文所讨论的方法和设备的实施例在应用上不限于在以下描述中阐述或在附图中图示的各部件的构造和设置的细节。各方法和设备能够在其他实施例中实现，并且能够以各种方式来实践或执行。本文提供了特定实施方式的示例以仅用于说明的目的，而不旨在进行限制。此外，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应被视为是限制性的。本文中使用的“包括(including)”、“包含(comprising)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”及其变化，意欲要涵盖其后列出的项目及其等效物以及附加项目。对“或”的提及(reference)可以被解释为是包含性的，使得使用“或”描述的任何项目可以指示所描述的项目中的单个、多于一个和所有之中的任何一种。对前和后、左和右、顶和底、上和下、垂直和水平的任何提及旨在便于描述，而不是将本系统和方法或其部件限制到任何一种位置上或空间上的定向。

[0022] 参考图1，图示了总体上以100表示的法布里-珀罗间隔件，其具有对诸如运动加速度、谐运动、温度、和/或由安装硬件引起的力等的变形力不敏感的四面体形状。间隔件100定义其每个以102表示的多个三角形面、其每个以104表示的多个角、和其每个以106表示的多个边。在图1中被间隔件100遮挡的三角形面102在图3的剖视图中示出。具体地，法布里-珀罗间隔件100由四个三角形面102、四个角104、和六个边106构成。如图1所示，可对多个三角形面102成形以形成平坦表面。

[0023] 通过利用在与其他成形间隔件(例如，立方体形间隔件)相比时具有减小质量的四面体形状，法布里-珀罗间隔件100的机械谐振频率被增大，使得间隔件100在很大程度上对力不敏感。例如，在一个实施例中，在多个三角形面102中的每一个处，标称为2"的立方体被减小大约.75"。相同的尺度(scale)也适用于1"的立方体。在各种实施例中，间隔件100由本领域已知的显著耐弹性变形的任何材料构成。例如，间隔件100可以由以下材料构成，即，由美国纽约州康宁市的康宁公司(Corning,Inc.)提供的超低膨胀玻璃 ULE、由德国美因茨市的肖特公司(Schott AG)提供的单晶硅 间隔件材料、碳纤维材
料、具有负的热膨胀系数的材料、碳化硅、结晶碳化硅、蓝宝石、石英、电光材料、压电材料、或陶瓷材料。

[0024] 在另外的实施例中，间隔件100的角104被截断以形成多个安装表面104。根据各种实施例，角104被以平面方式截断以形成理想的用于约束法布里-珀罗间隔件100的平坦表面(例如，截断角的安装平面(即，安装表面104)在图1中示出为虚线110))。安装表面104可以被配置为接收安装设备(未示出)。安装设备可以包括四点安装系统，其中每个点被配置为与安装表面104接触、并且朝向间隔件100的中心施加压缩力以约束间隔件100。四点安装系统在施加最小的可能导致不希望的弹性变形的接触压力的同时，防止间隔件100的旋转。安装设备的其他实施例可以包括任何数量的安装接口，例如两点安装系统或三点安装系统。此外，在各种实施例中，安装设备可以包括本领域已知的有效地保持法布里-珀罗间隔件的任何约束系统。例如，四点安装系统的每个点可以包括保持球，该保持球被配置为与法布里-珀罗间隔件100的安装表面104接触并且朝向间隔件100的中心引导压缩力。在另一实施例中，安装设备的约束系统可以包括柱或支架。

[0025] 在另一实施例中，法布里-珀罗间隔件100的边106被截断。具体地，法布里-珀罗间隔件100的六个边106可以各自以预定的角度被截断以形成六个平面表面。在一个实施例中，将每个边106从相应的安装表面104的平面110以预定角度(示出为 )截断。如上所述，间隔件100的四面体形状至少由于减小的质量和减小的对称性而提供增大的不敏感性。截断的角104和/或边106进一步减小间隔件100的质量和对称性，额外增大了谐振器对破坏力的不敏感性。

[0026] 在一个实施例中，通过将球体法布里-珀罗间隔件的期望质量与立方体法布里-珀罗间隔件的期望质量相结合，来确定法布里-珀罗间隔件100的每个边106被截断(用于四点安装系统)以实现对外力的期望不敏感性的最佳安装角度 例如，公式(1)示出了用于两点安装(例如，与球体间隔件一起使用)的最佳安装角度。在典型的两点安装中，力从两个相反的方向施加到球体间隔件上。当在本文中使用时，安装角度 是指球体间隔件的主体与安装表面之间的角度。

[0027]

[0028] 公式(1)是从两点球体安装所得出的，其中υ是间隔件材料的泊松比。如所示的，安装角度 取决于间隔件材料的泊松比而变化。根据该公式，可以得到用于四点系统的最佳安装角度的公式。如公式2所示，对于n点安装，其中n是安装的数目，用于n点安装的力(Fn)的总和应等于两点安装系统中的力(F)。

[0029]

[0030] 将此公式应用于四点安装系统，其中所述各点如图2所示地分布(安装点一202、安装点二204、安装点三206、和安装点四208)，笛卡尔坐标系的x，y和z方向上的力的分布将被表达为公式(3)-(5)。应该注意的是，图2中示出立方体形状，其仅用于示范目的，并不旨在限制。

[0031]

[0032]

[0033]

[0034] 除了两点安装系统的最佳安装角度公式(即公式(1))之外，使用三角恒等式和公式(3)-(5)，可以推导出用于四点安装系统的安装公式(6)和(7)，其中 是安装点一202处的安装角度， 是安装点二204处的安装角度， 是安装点三206处的安装角度，且 是安装点四208处的安装角度。

[0035]

[0036]

[0037] 因此，在四点安装系统的实施例中， 且 当在本文中讨论时，安装角度是相对于相应安装表面的平面的。根据角度 来截断法布里-珀罗间隔件100的边106，产生具有显著改善的比例(proportion)的四面体形状。依据由于减小质量和对称性而引起的四面体形状的固有的力不敏感性质，通过进一步减小质量和对称性，角度 的应用可额外地增大法布里-珀罗间隔件100的力不敏感性。因此，进一步的实施例包括根据 来截断四面体间隔件100的边106，其中 是相对于相
应安装表面的平面的角度。

[0038] 现在参考图3，并继续参考图1，间隔件100还可以包括被配置为接收第一光学元件108(图1所示)的第一反射镜通道112和被配置为接收第二光学元件(在图1中被间隔件100遮挡)的第二反射镜通道114。在各种实施例中，第一光学元件和第二光学元件可以包括曲面镜122(示出在第一光学元件108的放大图中)。在进一步的实施例中，曲面镜122可以是球体或非球体曲面的。

[0039] 进入第一反射镜108的输入光波在第一反射镜108和第二反射镜之间反射多次。每当输入光波从第二反射镜反射时，一部分被反射回第一反射镜108，而另一部分穿过第二反射镜作为输出波。通过调整第一反射镜和第二反射镜之间的空间，可以控制由法布里-珀罗谐振器透射的输出波的波长。

[0040] 以这种方式，第一反射镜和第二反射镜被配置为产生以均匀间隔延迟的多个透射线。第一反射镜通道112和第二反射镜通道114分别为第一光学元件和第二光学元件提供支撑。在一个实施例中，第一反射镜通道和第二反射镜通道(112和114)分别结合到第一反射镜和第二反射镜，以防止由于振动或外力而导致的移动(dislodging)。在进一步的实施例中，第一反射镜通道和第二反射镜通道(112和114)可以位于法布里-珀罗间隔件100的诸如截断边106等的远端(distal)截断边上。

[0041] 在另一实施例中，第一反射镜和第二反射镜还可以分别包括第一热稳定性环和第二热稳定性环。当在本文中使用时，热稳定性环可以包括被配置为保护第一反射镜或第二反射镜的面向外部的表面免受诸如温度变化等外部热力的任何已知的屏蔽装置(shielding device)。尽管可以采用各种类型的热稳定性环，但是一个实施例的稳定性环可以由与法布里-珀罗间隔件100相同的材料形成，例如，由美国纽约州康宁市的康宁公司提供的超低膨胀玻璃 ULE、由德国美因茨市的肖特公司(Schott AG)提供的单
晶硅 间隔件材料、碳纤维材料、具有负的热膨胀系数的材料、碳化硅、结晶碳
化硅、蓝宝石、石英、电光材料、压电材料、或陶瓷材料。

[0042] 在各种实施例中，法布里-珀罗间隔件100还包括光学腔116，所述光学腔116在第一反射镜通道112和第二反射镜通道114之间成直线地延伸穿过四面体的中心。光学腔116(除此以外在本文中还被称为“间隙”)提供间隔件100中的开口，所述开口允许光线在两个光学元件之间的传播。在一个实施例中，光学腔116具有一英寸的长度。然而，法布里-珀罗谐振器的不同应用可能需要不同的腔长度，例如一英寸半或两英寸。因此，可以根据应用来修改法布里-珀罗间隔件100中光学腔116的长度。在进一步的实施例中，该腔116可以具有基本上圆柱体的形状。

[0043] 如图3的剖视图所示，法布里-珀罗间隔件的各种其他实施例可以包括第一通孔(bore)118和第二通孔120，第一通孔118和第二通孔120相对于彼此和光学腔116正交地延伸穿过四面体的中心。类似于光学腔116，在各种实施例中，第一通孔118和第二通孔120可以在形状上是圆柱体。在进一步的实施例中，第一通孔和第二通孔(118和120)可被配置为接收用于在法布里-珀罗间隔件100内产生真空的真空系统。在其他实施例中，第一通孔和第二通孔(118和120)可被配置为接收气体或液体。在一个实施例中，第一通孔和第二通孔(118和120)可以各自具有用于接收第二对光学元件和第三对光学元件的一对反射镜通道。当在本文中讨论时，光学元件可以包括曲面镜，且具体地，球体曲面镜。照这样，在一个实施例中，法布里-珀罗间隔件100具有互相正交地延伸穿过间隔件的中心的三个通道(即，光学腔116、第一通孔118和第二通孔120)。此外，间隔件100包括每个通道的末端的一个光学元件(例如，曲面镜122)，总共六个光学元件。尽管示出为第一通孔和第二通孔相对于彼此和反射镜通道基本上正交地延伸穿过法布里-珀罗间隔件100的中心，但是在变型的实施例中，第一通孔和第二通孔也可被布置在法布里-珀罗间隔件100的中心的轴外。

[0044] 作为运动加速度、谐运动、温度、或安装硬件的结果而作用在法布里-珀罗间隔件100上的力可能导致弹性变形。如上所述，弹性变形可引起光学腔116的形状或长度的变化。
然而，由于四面体形间隔件100的减小的质量和对称性，间隔件100的机械谐振频率增大，导致间隔件100对加速度力、以及由于谐运动、温度、或安装硬件而引起的变形基本上不敏感。

[0045] 例如，如一实施例所示地，使用有限元素分析，下表量化了四面体形状的改善的不敏感性。

[0046]

[0047]

[0048] 表1：1"和2"四面体和立方体间隔件的本征频率

[0049] 表1示出与立方体形间隔件相比，四面体形状的前六个机械谐振本征模式和相应Q因子(光学元件的反射率)的比较。如所理解的，本征模式表示振荡系统的正常振动模式。具体地，本征频率是固有的振动频率。表1示出了具有一英寸和两英寸的腔长度的两个间隔件的比较。“f”表示谐振频率”f'”表示谐振频率的虚部，“Q”表示品质因数。虽然品质因数在四面体和立方体形状之间保持基本恒定，但是存在谐振频率的显著改善。例如，2"四面体形间隔件表现出20843Hz的第一谐振频率，而2"立方体形间隔件表现出18670Hz的第一谐振频率。当在本文中讨论时，较高的谐振频率增大法布里-珀罗间隔件对破坏力的不敏感性。

[0050] 现在转到图4A和图4B，其显示了表1的视觉表示，在0至10kHz范围内，将具有四面体形状的法布里-珀罗间隔件的频率响应与具有立方体形状的法布里-珀罗间隔件进行比较。具体地，图4A示出了1"四面体形状的轨迹406、1"立方体的轨迹408、2"四面体形状的轨迹410、和2"立方体的轨迹412。图4A具有定义响应幅度的第一轴402、和定义以kHz为单位的频率的第二轴404。图4B示出了包括.5"立方体形状的轨迹414和.5"四面体形状的轨迹416的0-2kHz的图4A的放大视图。如图4A和4B所示，四面体间隔件示出了一英寸腔长度和两英寸腔长度两者上改善。在2kHz以下的频率，1英寸腔四面体间隔件和2英寸腔四面体间隔件两者的响应幅度均低于立方体间隔件。例如，在4200Hz的频率，1"四面体形间隔件表现出百万分之1.6的分数长度变化响应幅度，而1"立方体形间隔件表现出百万分之1.4的响应幅度。在大多数应用中，例如在飞机、航天器、或船舶上，作为加速结果的振动噪声将小于2kHz。

[0051] 因此，各方面和实施例针对法布里-珀罗谐振器。具体地，各实施例包括对变形力不敏感的谐振器系统和间隔件。一个实施例包括具有球体和立方体间隔件特征的回弹四面体形法布里-珀罗间隔件，并且与环补偿器兼容。由于间隔件的四面体形状，间隔件的减小的质量以及减小的对称性增大在对空中应用来说至关重要的频谱中对加速度、振动、和热力的不敏感性。在至少一个实施例中，间隔件的截断的角和/或边进一步减小间隔件的质量和对称性，额外增大了谐振器对破坏力的不敏感性。在其他实施例中，热稳定性环的使用保护法布里-珀罗谐振器中光学元件的面向外部的表面，增大了对热力的不敏感性。

[0052] 另外，本文所述的一个或多个实施例可以与附加的实施例结合地或辅助地执行。例如，尽管在一实施例中被描述为具有被配置为屏蔽第一光学元件以使其免受温度变化的第一热稳定性环，但是在单独的实施例中，法布里-珀罗谐振器系统100可包括易受温度变化影响的第一光学元件。实际上，可以根据需要地组合各种实施例以符合空中应用的需求。

[0053] 在上面已经描述了至少一个实施例的几个方面之后，要理解的是，本领域技术人员将容易想到各种变型、修改和改进。这样的变型、修改和改进旨在成为本申请的一部分，并且旨在处于本发明的范围之内。因此，前面的描述和附图仅仅是示例性的，并且本发明的范围应当根据所附权利要求及其等同物的适当解释来确定。