Интерферометры

Рис. 1.6

Интерферометрами называют оптические устройства, с помощью которых можно пространственно разделять лучи, создавая между ними определенную разность хода. После их соединения наблюдается перераспределение потока световой энергии, т. е. явление интерференции. С помощью интерферометров решают различные физические и технические задачи (например, измерение длин, углов, показателя преломления и т.д.). Интерферометрический метод обеспечивает наиболее высокую чувствительность относительных рефрактометрических измерений, то есть измерений показателей преломления. В зависимости от поставленной задачи интерферометры могут отличаться конструктивно, различаясь методами пространственного разделения световых лучей и методами регистрации. Классический двухлучевой интерферометр - интерферометр Жамена, наиболее полно описанный в литературе, представляет собой прибор, существенная часть которого состоит из двух идентичных плоскопараллельных пластинок толщиной h с показателем преломления п (см. рис. 1.6). При падении света на первую пластинку часть лучей отразится от передней грани пластинки, а часть, преломившись, отразится от задней грани; таким образом, из первой пластинки выйдут два пучка, идущие на некотором расстоянии друг от друга; каждый пучок, попадая на вторую пластинку, опять «раздвоится», и из второй пластинки выйдут уже четыре пучка, но так, что второй и третий наложатся друг на друга. При освещении первой пластинки расходящимся пучком света в фокальной плоскости объектива, помещенного на пути лучей 2 и 3, наблюдается интерференционная картина (полосы равного наклона). Лучи 1 и 4 в объектив не попадают. Если па пути одного из лучей поместить слой какого-либо вещества с показателем преломления «2 иным, чем у окружающей среды щ, например, тонкую пластинку стекла или столб какого-либо газа толщиной L, то разность хода между интерферирующими лучами в приборе изменится на величину LAn ч где Ап = п2 —пг Условия усиления и ослабления света могут быть определены через оптическую разность хода двух когерентных волн из (1.9) и (1.10).

Нетрудно убедиться, что смещение интерференционной картины на одну полосу соответствует изменению оптической разности хода на длину волны А,, а смещение интерференционной картины на AN полос соответствует изменению оптической разности хода на ХАN .

Преимущество интерферометра Жамена заключается в том, что он позволяет измерять ничтожные изменения показателя преломления, например, при изменении температуры газа или при добавлении к нему примесей. Однако этот интерферометр обладает и рядом недостатков. Во-первых, пластины должны быть изготовлены из вполне однородного стекла, быть достаточно толстыми и иметь строго параллельные грани, что осуществить практически невозможно. Во-вторых, толстые пластины при освещении прогреваются; это приводит к тому, что полосы постоянно медленно движутся в поле зрения окуляра. Указанные недостатки устранены в интерферометрах Рождественского и Маха- Цендера.

Интерферометры Рождественского и Маха-Цендера отличаются друг от друга только небольшими конструктивными деталями, но общим между ними является замена каждой из толстых пластин двумя тонкими пластинками, отражающие поверхности которых металлизированы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >