Интерферометр Маха-Цендера (М-Ц) можно сделать путем соединения двух выходных портов 3-дБ разветвителя к двум входным портам другого 3-дБ разветвителя, как показано на рисунке 11.6. Первый разветвитель расщепляет оптический сигнал на два равных потока, где каждый поток приобретает различные фазы (когда длины ветвей разветвителя оказываются различными до того, как во втором разветвителе произойдет интерференция одного расщепленного сигнала с другим).
Рисунок 11.6 - Оптический интерферометр Маха—Цендера
Интерферометр Маха—Цендера, рисунок 11.6. Австрийский физик Эрнст Мах, крупный исследователь процессов аэродинамики, сконструировал специальный интерферометр с широкими пучками и большим расстоянием между зеркалами для съёмки ударных волн и скачков уплотнения воздушных потоков, обтекающих различные тела. Показатель преломления воздуха в уплотнённом потоке выше, чем в невозмущённой среде. Это отражается на форме линий интерференции.
Рисунок 11.6 – Интерферометр М-Ц
Виды интерферометров
Интерферометр Жамена, рисунок 11.7. Он представляет собой пару плоскопараллельных пластин из оптического стекла толщиной более двух сантиметров. После преломления в пластинах и отражения от их поверхностей два луча выходят из интерферометра с разностью хода ∆. Если пластины параллельны и среда между ними однородна, ∆ = 0 и суммарная картина выглядит равномерно окрашенной. Если один из лучей проходит сквозь среду с другим показателем преломления, возникает интерференционная картина.
Рисунок 11.7 – Интерферометр Жамена
Интерферометр Майкельсона, рисунок 11.8. Этот прибор сыграл очень важную роль в истории науки. С его помощью, например, было доказано отсутствие «мирового эфира». Полупрозрачная пластина в центре интерферометра расщепляет световой луч на два. Эти лучи попадают в два плеча прибора, отражаются от зеркал и приходят к наблюдателю. Разность хода лучей регулируют, передвигая концевое зеркало в одном из плеч. Разность хода лучей, приводящую к их интерференции, получают либо изменением длины одного плеча (так производят точные измерения длин и смещений), либо введением среды с другим показателем преломления.
Рисунок 11.8 – Интерферометр Майкельсона
Пластинка Люммера—Герке, рисунок 11.9. Плоскопараллельная пластинка из оптического стекла или кристаллического кварца, выполненная с очень высокой точностью. Чтобы обеспечить нормальное падение света на пластинку, один её конец срезан или снабжён добавочной призмой. Свет почти полностью отражается от поверхностей пластинки, и только малая его часть выходит наружу. Поэтому интенсивности последовательных лучей почти не отличаются.
Рисунок11.9 - Интерферометр Л-Г
Интерферометр Рэлея, рисунок 11.10. Лорд Рэлей построил простейший интерферометр для измерения показателя преломления жидкостей и газов (рефрактометр). Источником света служит ярко освещённая пара щелей; лучи из неё проходят сквозь трубки рефрактометра: одна из них с эталонным веществом, другая — с исследуемым. По сдвигу полос интерференции определяют показатель преломления вещества.
Рисунок 11.10 – Интерферометр Рэлея