Interferómetro de Michelson

Laboratorio virtual del interferómetro de Michelson: un rayo láser se divide mediante un divisor de haz en dos brazos, cada uno reflejado por un espejo, y se recombina sobre una pantalla, formando un patrón de interferencia (franjas). El espejo 2 puede desplazarse, el láser puede desalinearse y se puede insertar en uno de los brazos una cubeta con gas a presión ajustable, lo que modifica el camino óptico.

Δz desplaza el espejo 2 a lo largo de su brazo del interferómetro (usa los botones +/− para pasos de 0,1 μm). λ ajusta la longitud de onda del láser; θx/θy inclinan el espejo 1 y desalinean el rayo. "Insertar cubeta" añade una celda de gas de espesor fijo en uno de los brazos; una vez insertada, la presión del gas cambia su índice de refracción y, por tanto, el camino óptico de ese brazo.

El patrón de interferencia se obtiene mediante la superposición de dos rayos gaussianos $$ U(\overrightarrow{r}) = A_0\dfrac{W_0}{W(z)} \times $$ $$ \times \exp\left[ -\dfrac{\rho^2}{W^2(z)} \right] \times $$ $$ \times \exp\left[ -ikz - ik\dfrac{\rho^2}{2R(z)} + i\eta(z)\right], $$ con el parámetro de Rayleigh fijo $z_0 = 20$ mm, cintura del rayo $W_0 = 2$ mm y fase de Gouy nula, $\eta(z) = 0$. Se desprecian los efectos de dispersión; el índice de refracción $n$ del gas dentro de la cubeta (de 10 mm de espesor) varía con la presión $P$ como $$ n = 1 + \alpha P, $$ donde $\alpha = 2,75\times 10^{-7}$ mbar$^{-1}$, con $P$ en mbar.

Marco P. M. de Souza