Многолучевые интерферометры. Интерферометры сдвига

Темы лекции
Многолучевые интерферометры. Интерферометры сдвига.

Назначение
Контроль коэффициента преломления и неоднородности коэффициента преломления газов
Измерения в аэродинамической трубе
Анализ газов
Контроль напряжений в прозрачных моделях
Использование как узкополосных фильтров
Спектроскопия высокой разрешающей способности

Особенности
Коэффициент преломления газов совсем немного отличается от единицы
Поэтому многократный проход среды
И очень большая разность хода
Или сравнение пучка с самим собой, но сдвинутым

Практическое значение
Определение состава и давления газов по коэффициенту преломления и коэффициенту дисперсии
Открытие аномальной дисперсии
Зависимость коэффициента преломления от температуры
Исследование горячих газов, распределения температуры в газовой струе

Классический неравноплечий интерферометр (упрощенно)

Интерференционный рефрактометр Жамена

Интерферометр Маха-Цендера

Интерферометр Релея

Многопроходный интерферометр
Используется ячейка для газа, через которую свет проходит несколько (до 1024) раз с помощью двух параллельных зеркал

Шлирен-метод

Интерферометр сдвига (поляризационный)
Сравнение всего поля с частью

Автокомпенсационный интерферометр

Интерферометр с дифракционной решеткой
Решетка делит свет на несколько частей

Вид интерферограмм
Выделяются неоднородности

Фазово-контрастная микроскопия
сдвиг фаз электромагнитной волны трансформируется в контраст интенсивности
свет от источника разбивается на два когерентных световых луча, один из них называют опорным, другой предметным, которые проходят разные оптические пути. Микроскоп юстируют таким образом, чтобы в фокальной плоскости, где формируется изображение, интерференция между этими двумя лучами гасила бы их
популярна в биологии, поскольку не требует предварительного окрашивания клетки, из-за которого та может погибнуть

Метод фазового контраста в проходящем свете: 1 - апертурная диафрагма; 2 - конденсор; 3 - препарат; 4 - объектив; 5 - фазовая пластинка; 6 - изображение.
в заднем фокусе объектива помещается прозрачная пластинка 5 с фазовым кольцом, размеры к-рого равны размерам изображения диафрагмы. Фазовое кольцо представляет собой вытравленную в пластинке канавку или нанесённую на неё тонкую плёнку. Регулярный свет, прошедший через фазовое кольцо, сдвигается по фазе на π/2 (сплошные линии), а свет, дифрагировавший на объекте, не попадает в кольцо и не получает этого дополнит, сдвига по фазе (пунктирные линии). С учётом фазового сдвига, внесённого самим объектом, разность фаз между регулярной и дифрагировавшей волнами оказывается близкой к 0 или π, и эти волны интерферируют. В результате в плоскости 6 формируется контрастное изображение объекта, в к-ром распределение освещённости приблизительно соответствует изменению показателя преломления (или толщины объекта).

1. положительный фазовый контраст, когда фазовое кольцо в объективе технологически получается путем травления, что вносит «опережение» в прямо прошедший свет, при этом изображение объекта с показателем преломления большим, чем у среды, получается темнее на более светлом фоне ( КФ-4, КФ-4М );
2.отрицательный фазовый контраст (аноптральный или темнопольный), когда фазовое кольцо в объективе технологически получается путем нанесения на поверхность стекла тонкой пленки, что вносит «запаздывание» в прямо прошедший свет. При этом изображение объекта с показателем преломления большим, чем у среды, выглядит светлее окружающего темного фона (МФА-2).

Интерферометр Фабри-Перо

Интерферометр Фабри-Перо со сферическими зеркалами
Конфокальный резонатор!

Тандем-интерферометр

Несколько проходов