Interféromètre de Michelson

Laboratoire virtuel de l’interféromètre de Michelson : un faisceau laser est séparé en deux bras par une lame séparatrice ; chaque faisceau est réfléchi par un miroir puis les deux sont recombinés sur un écran, où ils forment des franges d’interférence. Le miroir 2 peut être déplacé, le laser désaligné et une cuve de gaz à pression réglable insérée dans l’un des bras afin de modifier le chemin optique.

Δz déplace le miroir 2 le long de son bras de l’interféromètre ; utilisez les boutons +/− pour avancer par pas de 0,1 μm. λ règle la longueur d’onde du laser, tandis que θx/θy inclinent le miroir 1 et désalignent le faisceau. « Insérer la cuve » ajoute dans l’un des bras une cellule de gaz d’épaisseur fixe ; une fois insérée, la pression du gaz modifie son indice de réfraction et donc le chemin optique de ce bras.

La figure d’interférence résulte de la superposition de deux faisceaux gaussiens $$ U(\overrightarrow{r}) = A_0\dfrac{W_0}{W(z)} \times $$ $$ \times \exp\left[ -\dfrac{\rho^2}{W^2(z)} \right] \times $$ $$ \times \exp\left[ -ikz - ik\dfrac{\rho^2}{2R(z)} + i\eta(z)\right], $$ avec un paramètre de Rayleigh fixé à $z_0 = 20$ mm, un rayon au col $W_0 = 2$ mm et une phase de Gouy nulle, $\eta(z) = 0$. Les effets de dispersion sont négligés ; l’indice de réfraction $n$ du gaz contenu dans la cuve de 10 mm d’épaisseur varie avec la pression $P$ selon $$ n = 1 + \alpha P, $$ où $\alpha = 2,75\times 10^{-7}$ mbar$^{-1}$ et $P$ est exprimée en mbar.

Marco P. M. de Souza