Interferómetro de cizallamiento

Principio del interferómetro de cizallamiento.

El interferómetro de cizallamiento es un medio extremadamente simple para observar la interferencia y utilizar este fenómeno para probar la colimación de los haces de luz, especialmente de fuentes láser que tienen una longitud de coherencia que suele ser significativamente más larga que el grosor de la placa de cizallamiento (ver gráficos). que se cumpla la condición básica para la interferencia.

Función

El dispositivo de prueba consta de un vidrio óptico de alta calidad, como el N-BK7, con superficies ópticas extremadamente planas que suelen formar un ligero ángulo entre sí. Cuando una onda plana incide en un ángulo de 45 °, lo que proporciona la máxima sensibilidad, se refleja dos veces. Los dos reflejos están separados lateralmente debido al espesor finito de la placa y por la cuña. Esta separación se conoce como cizalla y le ha dado su nombre al instrumento. La cizalla también se puede producir mediante rejillas , consulte los enlaces externos a continuación.

A veces se utilizan placas de corte de lados paralelos, pero la interpretación de las franjas de interferencia de las placas en cuña es relativamente fácil y sencilla. Las placas de corte en cuña producen una diferencia de trayectoria gradual entre los reflejos de la superficie frontal y posterior; como consecuencia, un haz de luz paralelo produce un patrón de franjas lineales dentro de la superposición.

Con un incidente de frente de onda plano, la superposición de los dos haces reflejados muestra franjas de interferencia con un espaciado de , donde es el espaciamiento perpendicular al cortante, es la longitud de onda del haz, n el índice de refracción , y${\displaystyle d_{f}={\frac {\lambda }{2n\theta }}}$${\displaystyle d_{f}}$${\displaystyle \lambda }$${\displaystyle \theta }$el ángulo de la cuña. Esta ecuación simplifica que la distancia desde la placa de corte en cuña al plano de observación es pequeña en relación con el radio de curvatura del frente de onda en el plano de observación. Las franjas están igualmente espaciadas y serán exactamente perpendiculares a la orientación de la cuña y paralelas a un cursor de alambre normalmente presente alineado a lo largo del eje del haz en el interferómetro de cizallamiento. La orientación de las franjas varía cuando el haz no está perfectamente colimado. En el caso de una viga no colimada que incide sobre una placa de corte en cuña, la diferencia de trayectoria entre los dos frentes de onda reflejados aumenta o disminuye desde el caso de colimación perfecta dependiendo del signo de la curvatura. A continuación, se gira el patrón y se puede calcular el radio de curvatura del frente de onda del haz :, con${\displaystyle R}$${\displaystyle R=-{\frac {s\cdot d_{f}}{\lambda \tan \gamma }}}$${\displaystyle s}$la distancia de corte, la distancia de la franja, la longitud de onda y la desviación angular de la alineación de la franja con respecto a la de la colimación perfecta. Si en su lugar se usa el espaciado normal a las franjas, esta ecuación pasa a ser , donde es el espaciado de las franjas normal a las franjas. ^[1]${\displaystyle d_{f}}$${\displaystyle \lambda }$${\displaystyle \gamma }$${\displaystyle R=-{\frac {s\cdot k_{f}}{\lambda \sin \gamma }}}$${\displaystyle k_{f}}$

Una vista lateral de la placa de corte y el patrón de interferencia resultante, visto en una pantalla. Para minimizar los reflejos fantasma, la placa de corte generalmente se deja al descubierto, sin ningún tipo de revestimiento de espejo.

Ver también

• Lista de tipos de interferómetros
• Interferómetro de cizallamiento por cuña de aire
• Interferometría de fase espectral para la reconstrucción directa del campo eléctrico , un tipo de interferometría de cizallamiento espectral, que es similar en concepto a la del presente artículo, excepto que el cizallamiento se realiza en el dominio de la frecuencia en lugar de lateralmente.

Referencias

1. Riley, M (1977). "Divergencia de rayo láser utilizando un interferómetro de corte" . Óptica aplicada . 16 : 2753–6. Código Bibliográfico : 1977ApOpt..16.2753R . doi : 10.1364 / AO.16.002753 . PMID  20174226 .

enlaces externos

• Universidad de Erlangen - Diseño óptico y microóptica