Сдвиговый интерферометр

Принцип сдвигового интерферометра.

Интерферометр сдвига является чрезвычайно простым средством наблюдения интерференции и использования этого явления для проверки коллимации световых лучей, особенно от лазерных источников, длина когерентности которых обычно значительно превышает толщину сдвиговой пластины (см. график), поэтому что основное условие интерференции выполнено.

Функция

Тестовое устройство состоит из высококачественного оптического стекла, такого как N-BK7, с чрезвычайно плоскими оптическими поверхностями, обычно расположенными под небольшим углом друг к другу. Когда плоская волна падает под углом 45°, что обеспечивает максимальную чувствительность, она отражается два раза. Два отражения разделены по бокам из-за конечной толщины пластины и клина. Это разделение называется сдвигом и дало инструменту такое название. Сдвиг также может быть произведен с помощью решеток .

Иногда используются сдвиговые пластины с параллельными сторонами, но интерпретация интерференционных полос клиновидных пластин относительно проста и понятна. Клиновидные сдвиговые пластины создают ступенчатую разницу хода между отражениями от передней и задней поверхности; как следствие, параллельный луч света создает линейный узор полос внутри перекрытия.

При падении плоского волнового фронта перекрытие двух отраженных лучей дает интерференционные полосы с расстоянием между ними , где расстояние, перпендикулярное сдвигу, длина волны луча, n показатель преломления и угол клина. Это уравнение делает упрощение, заключающееся в том, что расстояние от клинообразной сдвиговой пластины до плоскости наблюдения мало по сравнению с радиусом кривизны волнового фронта в плоскости наблюдения. Полосы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и будут точно перпендикулярны ориентации клина и параллельны обычно присутствующему проволочному курсору, ориентированному вдоль оси луча в интерферометре сдвига. Ориентация полос меняется, когда луч не идеально коллимирован. В случае неколлимированного луча, падающего на клиновидную сдвиговую пластину, разность хода двух отраженных волновых фронтов увеличивается или уменьшается по сравнению со случаем идеальной коллимации в зависимости от знака кривизны. Затем рисунок поворачивается, и можно рассчитать радиус кривизны волнового фронта луча : , с расстоянием сдвига, расстоянием полосы, длиной волны и угловым отклонением выравнивания полос от идеальной коллимации. Если вместо этого используется расстояние по нормали к полосам, это уравнение принимает вид , где расстояние между полосами по нормали к полосам. ^[1] ${\displaystyle d_{f}={\frac {\lambda }{2n\theta }}}$ ${\displaystyle d_{f}}$ ${\displaystyle \lambda }$ ${\displaystyle \theta }$ ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle R=-{\frac {s\cdot d_{f}}{\lambda \tan \gamma }}}$ ${\displaystyle s}$ ${\displaystyle d_{f}}$ ${\displaystyle \lambda }$ ${\displaystyle \gamma }$ ${\displaystyle R=-{\frac {s\cdot k_{f}}{\lambda \sin \gamma }}}$ ${\displaystyle k_{f}}$

Вид сбоку пластины сдвига и полученная интерференционная картина на экране. Чтобы свести к минимуму ложные отражения, пластину сдвига обычно оставляют открытой, без какого-либо зеркального покрытия.

Смотрите также

• Список типов интерферометров
• Интерферометр сдвига воздушного клина
• Спектральная фазовая интерферометрия для прямой реконструкции электрического поля - тип интерферометрии спектрального сдвига, который по своей концепции аналогичен интерферометрии, описанной в настоящей статье, за исключением того, что сдвиг выполняется в частотной области, а не в латеральном направлении.

Рекомендации

1. Райли, М (1977). «Расхождение лазерного луча с использованием интерферометра сдвига». Прикладная оптика . 16 (10): 2753–6. Бибкод : 1977ApOpt..16.2753R. дои : 10.1364/AO.16.002753. ПМИД  20174226.

Внешние ссылки

• Университет Эрлангена - Оптический дизайн и микроптика. Архивировано 22 февраля 2016 г. в Wayback Machine.