Двухлучевые интерферометры.

Применяются для измерения малых разностей расстояний или малых изменений оптических свойств среды.

Один из простейших 2-x толстых плоскопараллельных пластин . при раздвоении луча в точке А возникает разность хода.

здесь h=20мм.

при схождении лучей в точке В добавляется разность хода

Если пластины одинаковые , то в случае их параллельности полная разность хода=0.

Если между пластинками образован малый угол ε, то

Обозначим ; так как , то дифференцируя, имеем , т.е.

При обычных случаях

Таким образом, чем меньше ε, тем дальше отстоят друг от друга соседние max. Малейшим изменением углового распространения одного из лучей меняет интерферируя картину.

Например, помещая кювету к длины L и закачивая газ с ħ разность хода лучей измениться на , где для воздуха. Если , то вся картина сместиться на m поло. По смещению можно определить . Можно заметить изменения .

Интерферометр Майкельсона:

Пластинка Р покрыта полупрозрачным слоем .

1-ый луч проходит пластинку трижды, а 2- ой луч – один раз. Для компенсации этого ставиться пластинка к.

Если сместить одно зеркало на Δh, то возникает дополнительная разность хода =2Δh. Интерферометр обладает большой чувствительностью. С его помощью исследовалось влияние движения Земли на скорость света. На нем же сравнивалось длина эталонного метра с длиной световой волны: на 1 м укладывается 1650763,73 длины волны оранжевой спектр, линии криптона.

Этим прибором можно измерить длину когерентности перемещая одно из зеркал до исчезновения интерференции.

Например, пары кадмия дают излучение с длиной когерентности ~ 20см. С помощью 2-х лучевых интерферометров можно измерить и пространственную когерентность, например в схеме Юнга.

Многолучевые интерферометры – используются многократная интерференция нескольких световых лучей, что представляет практические преимущества. В частности, можно создать оптические устройства, пропускающие излучение лишь вблизи строго определенной частоты, т.е. интерференционные светофильтры.

Наиболее распространенный интерферометр Фабри-Перо. В частности он применяется в качестве оптического резонатора в лазерах.

Поверхности пластинок или серебриться, или покрывается диэлектрическими пленками для высокого коэффициента отражения.

При освещении широким пучком света наблюдается система дифракционных колец.

Для одного из лучей при каждом отражении часть излучения выходит из резонатора в одном направлении.

Если их всех собрать линзой , то в фокусе результирующее поле будет определяться суммой полей прошедших лучей.

[ разность хода между двумя соседними пуками в эталоне Фабри – Перо

главный максимум при . Оценим порядок максимума, положив воздух

Например, h=0,5, λ~ к=20000

На кольцо длины волны λ, и порядка к належится кольцо с , порядка к-1. если т.е.

постоянная эталона.

Т.е. разность длин волн, при котором система колец одной длины волны перекрывается системой колец другой длины волны.

Например, при h=0,5 см, λ~

Только такой узкий участок спектра можно исследовать без наложения колец разных порядков.

Если считать амплитуды всех лучей одинаковыми, то получается сумма геометрической прогрессии и

где

Max при , первый min } это определяет ширину интерфер. полосы в зависимости от λ.

Изменение разности хода на определяет ширину полосы интерференции. Таким образом, интерферометр оказывается высокоточным измерительным длины.