Interféromètre à cisaillement

L' interféromètre de cisaillement est un moyen extrêmement simple d'observer les interférences et d'utiliser ce phénomène pour tester la collimation des faisceaux lumineux, en particulier ceux provenant de sources laser dont la longueur de cohérence est généralement nettement supérieure à l'épaisseur de la plaque de cisaillement (voir graphiques), de sorte que la condition de base pour l'interférence est remplie.

L'appareil de test est constitué d'un verre optique de haute qualité, comme le N-BK7, avec des surfaces optiques extrêmement plates, généralement légèrement inclinées l'une par rapport à l'autre. Lorsqu'une onde plane tombe à un angle de 45°, ce qui donne une sensibilité maximale, elle est réfléchie deux fois. Les deux réflexions sont séparées latéralement en raison de l'épaisseur finie de la plaque et par le coin. Cette séparation est appelée cisaillement et a donné son nom à l'instrument. Le cisaillement peut également être produit par des réseaux .

Des plaques de cisaillement à côtés parallèles sont parfois utilisées, mais l'interprétation des franges d'interférence des plaques en coin est relativement simple et directe. Les plaques de cisaillement en coin produisent une différence de trajectoire graduée entre les réflexions de surface avant et arrière ; en conséquence, un faisceau de lumière parallèle produit un motif de franges linéaires dans le chevauchement.

Avec un front d'onde plan incident, le chevauchement des deux faisceaux réfléchis montre des franges d'interférence avec un espacement de , où est l'espacement perpendiculaire au cisaillement, est la longueur d'onde du faisceau, n l' indice de réfraction et l'angle de coin. Cette équation simplifie le fait que la distance entre la plaque de cisaillement en coin et le plan d'observation est faible par rapport au rayon de courbure du front d'onde au niveau du plan d'observation. Les franges sont espacées de manière égale et seront exactement perpendiculaires à l'orientation du coin et parallèles à un curseur de fil généralement présent aligné le long de l'axe du faisceau dans l'interféromètre de cisaillement. L'orientation des franges varie lorsque le faisceau n'est pas parfaitement collimaté. Dans le cas d'un faisceau non collimaté incident sur une plaque de cisaillement en coin, la différence de trajet entre les deux fronts d'onde réfléchis est augmentée ou diminuée par rapport au cas de collimation parfaite en fonction du signe de la courbure. Le motif est ensuite tourné et le rayon de courbure du front d'onde du faisceau peut être calculé : , avec la distance de cisaillement, la distance des franges, la longueur d'onde et l'écart angulaire de l'alignement des franges par rapport à celui de la collimation parfaite. Si l'espacement normal aux franges est utilisé à la place, cette équation devient , où est l'espacement des franges normal aux franges.