Сдвиговый интерферометр

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 интерференционные полосы клиновидных пластин относительно легко интерпретируются. 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 плоском волновом фронте перекрытие двух отраженных лучей дает интерференционные полосы с интервалом $d_{f}={\frac {\lambda }{2n\theta }}$ , где $d_{f}$ расстояние перпендикулярно сдвигу, $\lambda$ – длина волны луча, n – показатель преломления , и $\theta$ 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 радиус кривизны волнового фронта луча $R$ можно рассчитать: $R=-{\frac {s\cdot d_{f}}{\lambda \tan \gamma }}$ , с $s$ расстояние сдвига, $d_{f}$ дальность границы, $\lambda$ длина волны и $\gamma$ угловое отклонение выравнивания полос от идеальной коллимации. Если вместо этого используется расстояние, нормальное к полосам, это уравнение принимает вид $R=-{\frac {s\cdot k_{f}}{\lambda \sin \gamma }}$ , где $k_{f}$ – расстояние между полосами, нормальное к полосам. ^[1]