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RÉSUMÉ
L'interférométrie optique utilise le phénomène d'interférences entre deux faisceaux de lumière spatialement séparés. Ces cinquante dernières années ont vu un spectaculaire regain d'intérêt grâce à l'avènement des lasers, nouvelles sources cohérentes elles-mêmes constituées de l'un de ces interféromètres, dit à ondes multiples, beaucoup plus sensible mais à un seul axe : le Fabry-Perot. Peut-on garder en même temps la séparation spatiale et les ondes multiples dans un seul appareil ?
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Optical inferometry uses the phenomenon of interference between two spatially separated beams of light. It has regained considerable interest over the last fifty years due to the advent of lasers, new coherent sources, themselves constituted by one of these inferometers, so called multiple-wave inferometer, much more sensitive but with a single axis: the Fabry-Perot inferometer. Can spatial separation and multiple waves coexist in a single device?
Auteur(s)
INTRODUCTION
L'interférométrie optique utilise le phénomène d'interférences entre deux faisceaux de lumière spatialement séparés. Ces cinquante dernières années ont vu un spectaculaire regain d'intérêt grâce à l'avènement des lasers, nouvelles sources cohérentes elles-mêmes constituées de l'un de ces interféromètres, dit à ondes multiples, beaucoup plus sensible mais à un seul axe : le Fabry-Perot. Peut-on garder en même temps la séparation spatiale et les ondes multiples dans un seul appareil ?
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Propriétés et performances du Jamin-Fabry-Perot2. Principe de l'interféromètre à états séparés du type Jamin-Fabry-Perot
2.1 Interféromètre de Jamin (deux ondes, deux axes)
2.1.1 Interféromètre de Jamin à faisceaux séparés à deux ondes de même polarisation
En 1856, Jamin développe un nouvel interféromètre à deux ondes pour étudier des phénomènes physiques et chimiques dans les liquides via leurs variations d'indice de réfraction. Cet interféromètre schématisé sur la figure 2 est constitué de deux lames épaisses de verre L1 et L2, à faces parallèles, argentées sur les faces arrière.
On éclaire le système avec une radiation monochromatique de longueur d'onde λ. Soit Sl un rayon tombant sur la première lame sous une incidence de 45˚. Cette lame épaisse partage l'onde incidente en deux ondes. L'une est directement réfléchie par la première face de la lame, tandis que l'autre partie se réfracte dans la lame puis se réfléchit sur la face arrière et ressort de la lame. Au bilan, un rayon incident donne donc deux rayons qui émergent de la première lame en étant parallèles entre eux. Ils sont recombinés par la seconde lame. À la sortie de l'interféromètre, nous disposons donc de deux rayons qui se superposent et peuvent interférer.
Si les deux lames ont même épaisseur et sont parallèles entre elles, les chemins optiques sont égaux pour les deux rayons, quelle que soit l'orientation du rayon incident Sl. En sortie, les deux rayons interfèrent de façon constructive et l'on a toujours une frange brillante, d'intensité maximale, chacun des rayons ayant suivi le même type de chemin.
Ce système constitue un interféromètre à deux bras parallèles. Toute variation de chemin optique sur l'un des bras pourra être alors détectée par la variation de l'état d'interférence en sortie. Cet interféromètre peut être utilisé par exemple pour mesurer l'indice de réfraction d'un gaz. Sur un des bras, on place un tube de longueur L, fermé par deux fenêtres transparentes. Ce tube contient le gaz dont on veut mesurer l'indice n. Entre les deux bras, il y a donc une différence de chemin optique égale à (n − 1)L. Quand on fait le vide dans le tube,...
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BIBLIOGRAPHIE
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