Tomasz Łuba data wykonania ćwiczenia gr. EM:
EiT sem. 5 05.01.2001
18.01.2001
LABORATORIUM
OPTOELEKTRONIKI
Ćwiczenie numer 6
Temat: Interferometry.
Opracowanie wyników.
Interferometr Michelsona
Przy skracaniu odległości A za pomocą pokrętła X3 zaobserwowaliśmy zmniejszenie się odległości między prążkami interferencyjnymi. Spowodowane jest to zmianą różnic dróg jakie pokonują obie wiązki spójnego światła. Gdy maleje odległość zmniejsza się różnica faz między promieniami.
λ) Przy umieszczeniu i obrocie próbki ze szkła znajdującej się w ramce spostrzegłem, iż prążki interferencyjne przesuwają się. Były one równoległe względem siebie i nie miały żadnych zniekształceń.
β) W przypadku umieszczenia próbek z pleksiglasu znajdującej się w ramce, w jedną z gałęzi interferometru zauważyłem, że prążki interferencyjne wykrzywiają się lub wyginają się w łuki (przypominające linie papilarne). Spowodowane jest to nieidealnymi powierzchniami próbek z pleksiglasu. Nierówności ich powierzchni wprowadzają zaburzenia do biegnącego promienia (występują ugięcia na mikrorysach).
χ) Gdy użyłem próbki prostopadłościennej zauważyłem iż prążki interferencyjne układały się w kształt elips, rozsunięte były na dość dużą odległość co było spowodowane dość dużymi rozmiarami elementu.
Interferometr Macha-Zehndera
Interferometr M-Z wykorzystuje falę rozdzielona przez płytkę światłodzielącą na dwie wiązki. W ten sposób otrzyma się dwie wiązki, z których jedna jest testująca a druga odniesienia. Za pomocą luster obie wiązki są kierowane na kolejną płytkę światłodzielącą, która kieruje je na jeden wspólny tor dzięki czemu mogą ze sobą interferować.
λ) Po wprowadzeniu próbki zauważyłem iż gęstość prążków interferencyjnych (których kształt przypomina linie papilarne - poszarpane, układające się równolegle) zmienia się wraz ze zmianą położenia lustra 3.
β) Zmiana gęstości i kierunku prążków w zależności od lustra 3.
χ) Prążki w kształcie elipsy - duże odległości pomiędzy prążkami.
Interferometr Sagnaca
Interferometr S należy do grupy interferometrów ze wspólnym torem obydwu wiązek świetlnych. Fala płaska padająca na płytkę światłodzielącą ulega podziałowi na dwie wiązki, z których jedna pada najpierw na nieruchome lustro, a po odbiciu od niego na regulowane lustro. Druga wiązka pokonuje tę samą drogę lecz w odwrotnym kierunku, a więc obie wiązki poruszają się po tym samym torze i wychodząc z interferometru interferują ze sobą tworząc na ekranie jednolite pole.
α) W pozycji normalnej - brak zmian. Przy obrocie powstają zniekształcenia prążka - zamazanie niejednorodnym ciemnym prążkiem.
β) Brak zmian dla normalnej pozycji. Podczas obrotu powstają na przemian prążki jasne i ciemne.
χ) W pozycji normalnej widoczne są prążki o profilu nieliniowym, podczas obrotu ulegają one przesunięciu.
Wniosek: bryła bardzo dobrze zwęża widmo prążków.
Interferometr Fabry-Perota
Podczas strojenia instrumentu zauważalne są zmiany - pojawianie się i zanikanie prążków. Gdy stroiłem soczewką (zmiana długości pomiędzy soczewkami) - zmiana intensywności plamki centrującej (położonej centralnie). Interferometr ten przedstawia obraz interferencyjny za pomocą pierścieni. W miarę skracania wnęki rezonansowej okręgi przesuwają się na zewnątrz, rozchodzą się.
W interferometrze tym, wychodząca z diody laserowej, wiązka światła dostaje się przez lustro do wnętrza interferometru, gdzie następuje interferencja wielopromieniowa. W jej wyniku otrzymuje się charakterystyczny obraz kołowych prążków F-P o tak dużej rozdzielczości, że możliwe jest rozdzielenie poszczególnych częstotliwości zawartych w wiązce laserowej.
Interferometr Fizeau
W tym przypadku porównywaliśmy badane próbki, pod kątem jakości ich wykonania.
Po umieszczeniu badanych próbek pod pewnym kątem do wiązki promieni zaobserwowaliśmy wzrost odległości między prążkami interferencyjnymi w porównaniu z obrazem interferencyjnym powstałym przy odbiciu o lustro. Obraz interferencyjny powstaje wskutek nałożenia się fal odbitych pomiędzy dwiema powierzchniami badanej próbki (przedniej i tylniej ścianki szkła).
α) duże równoległe wzmocnienia i osłabienia prążków interferencyjnych - duże odlegóści
β) rozproszone niesymetrycznie - trudno jest zaobserwować prążki interferencyjne - punktowe wzmocnienia i osłabienia prązków.
1
3