Интерферометр Майкельсона

Таким образом, в приемник попадают две плоские волны, одинаковые по амплитуде, но сдвинутые по фазе на угол ср, зависящий от оптических длин каждого плеча интерферометра и, следовательно, от положения подвижного зеркала 32. Показания индикатора будут пропорциональны энергии приходящих колебаний или квадрату напряженности поля, что позволяет написать видно, что при смещении зеркала показания индикаторного устройства проходят через ряд чередующихся максимумов (два максимума при смещении зеркала на ). Это можно использовать для измерения сдвига фазы, связанного или с перемещением зеркала, или с запаздыванием одного из лучей за счет изменения оптической длины его пути. Измеренный сдвиг фазы дает возможность определить показатель преломления материала образца и, следовательно, его £.

Если образец обладает потерями, то при прохождении через него волны изменяется не только фаза, но и амплитуда, что приводит к соответствующему изменению максимальных показаний индикаторного прибора. Это позволяет по результатам измерений определить коэффициент поглощения исследуемого вещества.

Если потери отсутствуют отсутствии образца снимается зависимость показаний индикатора от положения подвижного зеркала (сплошная кривая). Затем на неподвижное зеркало устанавливается образец и таким способом снимается зависимость показаний индикатора от положения зеркала (пунктирная кривая). Максимумы этой кривой будут смещены относительно максимумов кривой, снятой без образца, на величину А1и зависящую от толщины образца и его показателя преломления.

Интерферометр Фабри-Перо

В некоторых конструкциях неподвижное зеркало заменяется постоянным каналом связи, который так же как и неподвижное зеркало создает опорный сигнал, относительно которого отсчитывается сдвиг фазы и амплитуда сигнала, отраженная от подвижного зеркала 3. Энергия клистронного генератора К направляется в передающий рупор Pi и одновременно через направленный ответвитель НО и аттенюатор А к детектору Д. Плоская волна, излучаемая рупором Ръ попадает на полупрозрачную пластинку Я, где разделяется на две части – проходящую и отраженную. Проходящая волна падает на подвижное зеркало 3 и после отражений от него полупрозрачной пластинки попадает в приемный рупор Р2 и далее на детектор Д. Отраженная часть энергии поглощается пластинкой Т. Исследуемый образец диэлектрика перемещается либо непосредственно перед приемным рупором (положение Бх), либо – в случае материалов со сравнительной высокой проницаемостью – перед зеркалом 3 (положение В2). Положение зеркала регулируется микрометром М. Расчет проницаемости диэлектрика можно проводить по ранее полученной. За Ал; надо брать половину смещения подвижного зеркала, восстанавливающего исходное положение индикаторного прибора. При наличии в образце потерь регистрируемыми величинами являются смещения интерференционной картины и КСВ, определяемые по показаниям индикаторного устройства при перемещении зеркала.

Интерферометр Фабри-Перо представляет собой две плоскопараллельные хорошо отражающие пластинки, расположенные параллельно друг другу. Луч, попадающий в интерферометр, испытывает между пластинками многократные отражения и образует систему когерентных выходящих лучей, попадающих в приемное устройство. Если коэффициент отражения используемых пластинок близок к 1, то интенсивность выходящих лучей будет примерно одинакова. Число лучей определяется углом падения, который обычно выбирается равным нулю. Интерференционная картина – зависимость показаний индикатора от расстояния между отражателями – острее, чем у интерферометра Майкельсона.

Измерение коэффициента преломления

Устройство простого интерферометра Фабри – Перо для радиоволн сантиметрового диапазона, работающего на отражение. Излучение передатчика направляется на полупрозрачную пластину и далее при помощи линзы на частично прозрачное зеркало и полностью отражающее зеркало. Возникшие в результате многократных отражений между зеркалами когерентные лучи, отразившись от пластинки, попадают в приемник, регистрирующий чередование максимумов и минимумов при смещении подвижного зеркала. При конструктивном осуществлении описанного прибора вся левая часть установки, включающая генератор, детектор, полупрозрачную пластинку и линзу, выполняется в виде двойного волноводного тройника. Энергия источника колебаний излучается рупором на систему зеркал, многократные отражения от которых снова попадают в рупор и регистрируются детектором.

Измерение коэффициента преломления осуществляется внесением пластинки исследуемого образца между зеркалами 3х и 32. Смещение интерференционной картины восстанавливается соответствующим перемещением подвижного зеркала. Более совершенный интерферометр, работающий в проходящих лучах, состоит из приемника, передатчика и двух отражателей с коэффициентом отражения, близким к 1.

Интерферометр позволяет также измерять и потери по ширине интерференционных максимумов, которые увеличиваются при введении образца между отражателями. Измерение ширины максимумов связано с поглощением в образце и, следовательно, с уменьшением числа лучей, участвующих в образовании интерференционной картины.