Skjuvningsinterferometer

Principen för skjuvningsinterferometern.

Skjuvningsinterferometern är ett extremt enkelt sätt att observera störningar och att använda detta fenomen för att testa kollimeringen av ljusstrålar, speciellt från laserkällor som har en koherenslängd som vanligtvis är betydligt längre än skjuvplattans tjocklek (se grafik) så att grundvillkoret för störning är uppfyllt.

Fungera

Testanordningen består av ett högkvalitativt optiskt glas, som N-BK7, med extremt plana optiska ytor som vanligtvis står i en liten vinkel mot varandra. När en plan våg infaller i en vinkel på 45°, vilket ger maximal känslighet, reflekteras den två gånger. De två reflektionerna är åtskilda i sidled på grund av plattans ändliga tjocklek och av kilen. Denna separation kallas för skjuvningen och har gett instrumentet dess namn. Saxen kan även produceras av galler , se Externa länkar nedan.

Parallellsidiga skjuvplåtar används ibland, men tolkningen av interferenskanterna hos kilade plåtar är relativt enkel och okomplicerad. Kilade skjuvplåtar ger en graderad vägskillnad mellan de främre och bakre ytreflektionerna; som en konsekvens producerar en parallell ljusstråle ett linjärt fransmönster inom överlappningen.

Med en infallande plan vågfront visar överlappningen av de två reflekterade strålarna interferensfransar med ett avstånd på $d_{f}={\frac {\lambda }{2n\theta }}$ , där $d_{f}$ är avståndet vinkelrätt mot skjuvning, λ $\displaystyle \lambda }$ är strålens våglängd , n brytningsindexet och $\theta$ kilvinkeln. Denna ekvation gör förenklingen att avståndet från den kilade skjuvplattan till observationsplanet är litet i förhållande till vågfrontens krökningsradie vid observationsplanet. Fransarna är lika åtskilda och kommer att vara exakt vinkelräta mot kilens orientering och parallella med en vanligen närvarande trådmarkör inriktad längs strålaxeln i skjuvningsinterferometern. Orienteringen av fransarna varierar när strålen inte är perfekt kollimerad. I fallet med en icke-kollimerad stråle som faller in på en kilad skjuvplatta, ökas eller minskas vägskillnaden mellan de två reflekterade vågfronterna från fallet med perfekt kollimation beroende på tecknet på krökningen. Mönstret roteras sedan och strålens vågfronts krökningsradie $R$ kan beräknas: $R=-{\frac {s\cdot d_{f} }{\lambda \tan \gamma }}$ , med $s$ skjuvavståndet, $d_{f}$ kantavståndet, $\lambda$ våglängden och ${\ displaystyle \gamma }$ vinkelavvikelsen för kantuppriktningen från den för perfekt kollimation. Om avståndet som är normalt till fransarna istället används blir denna ekvation $R=-{\frac {s\cdot k_{f}}{\lambda \sin \gamma }}$ , där $k_{f}$ är fransavståndet normalt mot fransarna.

En sidovy av skjuvplattan och det resulterande interferensmönstret, sedd på en skärm. För att minimera spökreflektioner lämnas skjuvplattan i allmänhet bar, utan någon form av spegelbeläggning.

Se även

• Lista över typer av interferometrar
• Air-wedge skjuvningsinterferometer
• Spektralfasinterferometri för direkt elektrisk fältrekonstruktion , en typ av spektral skjuvningsinterferometri, som liknar konceptet i den här artikeln, förutom att skjuvningen utförs i frekvensdomänen istället för i sidled.

externa länkar

• University of Erlangen — Optisk design och mikroptik arkiverad 2016-02-22 på Wayback Machine