Интерферометр Рэлея

Интерферо́метр Рэле́я — однопроходной двулучевой интерферометр, разделяющий свет от источника на два потока, разница фаз между которыми создаётся пропусканием света сквозь две одинаковые кюветы, заполненные разными газами. Впервые был предложен лордом Рэлеем в 1886 году. Использовался для определения показателей преломления газов.

Схема интерферометра Рэлея

Принципиальная схема

Свет от источника пропускается через линзу, создающую параллельный пучок, и апертуры, вырезающие из него два луча (плечи интерферометра). Каждый из лучей проходит сквозь собственную кювету с газом. На выходе схемы расположена линза, сводящая оба пучка вместе для получения интерференционных полос в её фокусе.

Для измерений в одно из плеч вносится компенсатор — например, стеклянная пластинка, с помощью поворота которой можно изменять оптическую длину пути луча в плече. Если показатель преломления в одном из плеч равен n, то второй неизвестный показатель преломления равен

${\displaystyle n'=n+{\frac {\lambda _{0}}{\ell }}\Delta m,}$

где ${\displaystyle \ell }$ — длина кюветы с газом, ${\displaystyle \lambda _{0}}$ — длина волны источника света, ${\displaystyle \Delta m}$ — порядок интерференции (количество пересекающихся в заданной точке интерференционных полос). При типичных параметрах установки — длине кювет в один метр, длине волны в 550 нм и порядке интерференции 1/40, — можно измерить разницу показателей преломления, равную 10⁻⁸. Чувствительность интерферометра определяется длиной кюветы. Её максимальная длина, как правило, определяется техническими возможностями контроля за температурой, так как тепловые флуктуации будут искажать показатели преломления газов.

Литература

• Max Born, Вольф, Эмиль. Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. — 7th. — CUP Archive, 2000. — P. 299—302. — 986 p. — ISBN 9780521784498.
• P. Hariharan. Basics of interferometry. — Academic Press, 2007. — P. 15. — 226 p. — ISBN 9780123735898.