interferometry_.pdf

Interferometr Michelsona

Światło ze źródła S wpada do wnętrza układu i w centralnej części rozdziela się na dwie wiązki na

półprzepuszczalnym zwierciadle P. Na końcu obu ramion znajdują się zwierciadła Z1 i Z2 które

zawracają bieg promieni. Zwierciadło Z2 dodatkowo jest ruchome i za jego pomocą zmienia się

drogę optyczną jednej z wiązek. Po odbiciu dwie wiązki padają ponownie na półprzepuszczalne

zwierciadło gdzie biegną już w jednym kierunku (do obserwatora O) i interferują ze sobą.

Występująca różnica faz wiązek interferujących jest proporcjonalna do różnicy długości ramion

interferometru. Jeżeli oba zwierciadła Z1 i Z2 są wzajemnie prostopadłe to obserwujemy prążki

równego nachylenia, jeśli odchylają się o kilka stopni od prostopadłości – prążki równej grubości.

Pozwala na dokładne zmierzenie długości, małych zmian długości.

Interferometr Sagnaca

W interferometrze Sagnaca wykorzystuje się efekt Sagnaca, który polega na tym, że powstaje

różnica czasów przejścia przez pętlę wiązek światła propagujących w przeciwnych kierunkach.

Interferometr ten jest stosowany do pomiaru prędkości obrotowej. Prędkość obrotowa ma wpływ na

przesunięcie fazy pomiędzy wiązkami propagujacymi się w przeciwnych kierunkach. Obrót

powoduje przesunięcie prążków interferencyjnych proporcjonalnie do prędkości kątowej obrotu.

Interferometr reaguje na minimalny obrót kątowy na zasadzie zjawiska Dopplera, jest

wykorzystywany jako optyczny żyroskop.

 L =2 R ⋅  R

c = 4 R 2

c 2 ⋅= 4  A ⋅  

c 2

c  ⋅ N gdzie N – ilość zwojów światłowodu

W ten sposób mierzymy prędkość kątową.

Interferometr Macha – Zehndera

W interferometrze Macha - Zehndera promień świetlny rozdzielany jest na dwa promienie

(stosunek mocy obu promieni 50%-50%). W jednym z ramion interferometru wywołuje się

zmianę współczynnika załamania światła - to ramię nazywane jest sygnałowym, natomiast

drugie nazywane jest ramieniem sygnału odniesienia. Wiązki po przejściu przez dwa ramiona

interferometru interferują w sprzęgaczu, a wynik interferencji jest rejestrowany przez fotodetektory.

O wyniku interferencji decyduje przesunięcie fazy pomiędzy interferującymi wiązkami.

Przesunięcie fazy jest proporcjonalne do różnicy dróg optycznych w obu ramionach, która

wywołana jest różnymi wartościami współczynnika załamania światła.

(Prawie wszystko z opracowania zeszłorocznego)

c czyli zmiana długości drogi optycznej jest równa obwodowi pętli światłowodu

pomnożonemu przez stosunek liniowej prędkości obrotu tej pętli do prędkości światła.

 t = 2 L

= 8  A  