CH317182A - Dispositif pour l'étude des corps transparents ou des surfaces réfléchissantes qui n'agissent que sur la phase des ondes lumineuses - Google Patents

Dispositif pour l'étude des corps transparents ou des surfaces réfléchissantes qui n'agissent que sur la phase des ondes lumineuses

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CH317182A
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Inventor
Nomarski Georges
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Centre Nat Rech Scient
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Description


  
 



  Dispositif pour Pétude des corps transparents ou des surfaces réfléchissantes
 qui n'agissent que sur la phase des ondes lumineuses
 Il existe un grand nombre d'instruments d'optique utilisant les phénomènes de diffraction et d'interférences qui permettent de reproduire, plus ou moins fidèlement, le profil réel d'une surface réfléchissante, ou de déterminer la répartition des indices de réfraction combinés avec les variations d'épaisseur d'un corps transparent.



   La présente invention concerne un dispositif rendant visible la structure optique d'un objet qui ne modifie sensiblement pas l'intensité du faisceau transmis ou réfléchi. On désigne un tel objet sous le nom   d'objet de phase  , car il agit sur la phase et non sur l'amplitude de l'onde incidente; or, la différence -de phase n'est pas perceptible à   l'oeil,    et il faut donc faire correspondre des variations d'amplitudes aux variations de phase.



   Le dispositif conforme à l'invention, destiné notamment à l'étude des corps transparents ou des surfaces réfléchissantes qui n'agissent que sur la phase des ondes lumineuses, est caractérisé par une source lumineuse fournissant un éclairage cohérent - un premier système optique donnant, après l'objet, dans le sens de la lumière, une image réelle de la source - un système interférentiel à polarisation dont une lame principale au moins est située, après l'objet, normalement au faisceau, ce système interférentiel créant des franges d'interférence localisées à l'endroit de l'image de la   source -,    et un second système optique de réception de l'image effective de l'objet de phase, la pupille de ce second système optique étant à petite distance de la lame principale.



   Le système interférentiel à polarisation comporte, par exemple, deux polariseurs disposés optiquement   l'un    par rapport à l'autre, formant les éléments d'extrémité dudit système.



  Entre les polariseurs sont montées, comme il sera précisé plus loin, une lame principale au moins et, éventuellement, au moins une lame secondaire.



   La lame cristalline   appelee    dans la présente description  lame principale   est placée normalement au faisceau, entre deux polariseurs, à une petite distance de la pupille d'un instrument optique destiné à l'observation ou à la photographie des objets transparents ou réfléchissants appartenant à la classe des objets de phase.



   Cette lame est obtenue à partir d'une lame plane et parallèle dont on modifie l'épaisseur, soit dans une seule direction, soit radialement, en conservant la symétrie de révolution, l'épaisseur variant du centre au bord, suivant la loi adoptée.  



   La lame cristalline appelée ici   lame auxiliaire  est placée en un point de l'axe, entre les deux polariseurs. Cette lame peut être plane et parallèle ou s'écarter plus ou moins du parallélisme.



   La valeur de sa biréfringence - en son centre - doit être égale et de signe opposé à celle que présente la lame principale en son centre. On peut, suivant les formes de réalisation du dispositif qui correspondent à ses divers modes d'utilisation, prévoir d'autres lames cristallines associées ou non aux lames principales et secondaires ci-dessus.



   Si   l'on    considère une lame cristalline biréfringente taillée dans un plan faisant un angle compris entre 00 et   450    avec l'axe cristallographique, et si l'épaisseur de cette lame n'est pas uniforme, il est bien connu qu'on peut observer en lumière polarisée un système de franges d'interférences visibles en lumière monochromatique.



   On place une telle lame, légèrement prismatique, par exemple, dans la pupille d'un instrument optique d'observation visant à distance finie. L'objet, par exemple une préparation microscopique transparente, étant mis en place, on projette à l'aide d'un système optique d'éclairage, l'image d'une fente, limitant l'ouverture de ce dernier, sur le système des franges d'interférences qui se forme sur la lame prismatique elle-même et à faible distance de cette lame. Avant d'arriver sur la lame, la lumière provenant de la fente-source traverse le condenseur, l'objet examiné et éventuellement un ou plusieurs éléments optiques de l'instrument associé.



   Afin de pouvoir utiliser la lumière blanche, on place sur le chemin, par exemple à proximité de la fente-source, une autre lame cristalline, plane et à faces parallèles par exemple, d'épaisseur et d'orientation telles que sa biréfringence compense sensiblement celle de la lame prismatique à l'endroit où se projette sur elle l'image de la fente-source.



   Si les deux lames se trouvent entre deux polariseurs croisés, l'objet est observé sur fond noir ou gris suivant que l'image de la fentesource coïncide exactement ou non avec la frange noire d'interférence de la lame prismatique principale placée au voisinage d'une des pupilles de l'instrument d'observation. Le premier polariseur est orienté à   450    des lignes neutres de la première lame cristalline pour donner des amplitudes identiques aux deux ondes polarisées à angle droit émergeant de cette lame.

   Comme, par hypothèse, la lame auxiliaire compense exactement la biréfringence de la lame principale, la lumière arrivant à l'image se détruit par interférence, grâce au deuxième polariseur croisé avec le premier; la différence de phase entre les deux ondes polarisées étant égale   à n.    Ceci n'est vrai en toute rigueur qu'en l'absence de l'objet.



   La   structure de phase  dudit objet fait subir au faisceau des petites déviations locales qui ont pour effet l'étalement de l'image pupillaire de la fente. Or, la transmission des amplitudes lumineuses (complexes) varie rapidement dans la direction perpendiculaire aux franges d'interférences en lumière polarisée, c'est-àdire normalement à l'arête du dièdre formé par les faces de cette lame.



   L'amplitude et la phase de la lumière qui passe par la pupille sont entièrement déterminées par la distance qui sépare la frange noire du point par lequel passe le rayon provenant d'un détail déphasant de l'objet.



   Or, ce rayon est plus ou moins dévié suivant la valeur locale de la pente, de la variation du chemin optique introduite par la structure de l'objet.



     I1    en résulte un contraste interférentiel qui fait apparaître la structure de phase de l'objet examiné, les variations d'éclairement dans l'image étant proportionnelles à la pente des variations d'épaisseur optique (dues aux variations combinées de l'épaisseur absolue et de l'indice).



   Le contraste ainsi obtenu est réglable par le déplacement relatif de la lame prismatique et de l'image de la fente-source qui se forme sur celle-ci (ou à une petite distance d'elle).



     I1    est toujours possible d'obtenir un contraste égal à un pour un objet déterminé. Celui-ci étant reproduit par la dérivée du profil normal de son onde émergente, paraît sur un  fond cohérent dont on règle convenablement la phase.   I1    suffit de respecter la règle générale suivante : on projette l'image de la fente d'autant plus loin du minimum noir de la frange achromatique, que la différence des chemins optiques introduite par le détail examiné de l'objet est plus grande.



   Le déplacement relatif de l'image de la source et des franges de la lame principale peut s'effectuer de différentes manières. On peut citer, à titre d'exemple, d'une part le déplacement effectif de la lame principale ou celui du diaphragme-fente, et, d'autre part, le déplacement de la figure d'interférences de la lame principale sans changer sa position; ce dernier déplacement peut se réaliser, soit par le déplacement de la lame auxiliaire lorsqu'elle est prismatique, soit à l'aide d'un compensateur biréfringent placé dans l'intervalle séparant les deux polariseurs.



   Afin d'augmenter la luminosité des images, on peut songer à supprimer le diaphragme limitant l'ouverture du système optique d'éclairage.



     I1    suffit pour cela de donner une forme judicieuse à la lame auxiliaire adaptée à la forme de la lame principale ; cette lame auxiliaire peut, par exemple, être associée au système optique d'éclairage.



   Dans le cas le plus simple, qui sera pris comme exemple, les deux lames prismatiques ont les mêmes angles et sont taillées chacune avec une face parallèle à l'axe du cristal, les axes étant, en plus, orientés à 900 l'un de l'autre, lorsque, les lames étant superposées, les arêtes des prismes sont parallèles.



   Si on place   unede    ces lames (lame auxiliaire) dans la pupille d'entrée du condenseur, et l'autre (lame principale) dans la pupille de sortie de l'objectif ayant la même focale que le condenseur, on peut utiliser l'ouverture entière du faisceau d'éclairage sans que le contraste résultant s'en trouve diminué.   I1    faut, évidemment, orienter les lames de façon qu'un rayon lumineux traversant la lame auxiliaire en un point quelconque de son ouverture utile, aboutisse en un point de la lame principale où la biréfringence soit égale et de signe contraire à celle que présente la lame auxiliaire au point correspondant.



   Si   l'on    imagine une fente explorant l'ouverture de la lame auxiliaire prismatique, il est facile de comprendre que la figure d'interférences localisée sur la lame principale se déplacera en même temps que l'image de la fente projetée sur elle. Rien ne s'oppose donc à l'ouverture complète du faisceau d'éclairage puisque tous les rayons contribuent de la même façon au phénomène d'interférence, ce qui permet d'augmenter l'énergie lumineuse mise en jeu, sans brouiller l'image interférentielle.



   Le réglage du contraste interférentiel qui doit être adapté à l'objet étudié s'effectue par le déplacement relatif dans la direction des pentes des lames cristallines.



   Afin de pouvoir utiliser le montage sans fente décrit ci-dessus, dans le cas où les puissances de l'objectif et du condenseur sont différentes, il faut que les angles des lames prismatiques associées à ces systèmes soient respectivement proportionnels aux puissances de l'objectif et du condenseur.



   On peut aussi réaliser une bilame cristalline équivalente à une lame prismatique simple d'angle variable.



   Un tel doublet se compose de deux lames dont les axes sont croisés et dont une des surfaces est convexe ou concave, sphéroïdale ou cylindrique.



   Lorsque les deux lames sont excentrées, la biréfringence résultante varie linéairement d'autant plus vite que l'excentrement est plus important et que la courbure aux sommets est plus forte. Une bilame pourvue d'un mécanisme qui règle l'excentrement peut être avantageusement utilisée en tant que lame auxiliaire universelle s'adaptant aux lames principales prismatiques d'angle quelconque et associée à un système optique d'observation de longueur focale quelconque.



   Rien n'empêche d'utiliser une bilame de ce type à la place d'une lame principale simple, ce qui permet de régler à volonté la sensibilité du dispositif.



   Le dispositif conforme à l'invention s'applique également à l'examen en lumière réflé  chie à l'aide d'instruments optiques appropriés. C'est la position du système d'éclairage seule qui est en cause dans les changements qu'il convient d'adopter dans la réalisation du dispositif.



   On prendra l'exemple du microscope pour l'étude des surfaces réfléchissantes, dans lequel le faisceau d'éclairage est envoyé sur l'objet par l'intermédiaire de l'objectif qui sert aussi de condenseur.



   On considère une surface plane, normale ou sensiblement normale à l'axe du microscope; on se propose d'étudier - à l'aide du dispositif interférentiel faisant l'objet de l'invention - la qualité de la surface. Les distances focales du système d'observation et de celui d'éclairage étant identiques, puisqu'il s'agit du même système qui joue ici successivement les deux rôles, on utilise deux lames de forme analogue. Si ces lames sont prismatiques, par exemple, on les accole de façon qu'elles constituent ensemble une lame plane et parallèle.



  La pupille d'entrée du système condenseur se confond avec la pupille de sortie de l'objectif dans le plan focal postérieur de ce dernier; les deux lames assemblées sont placées dans ledit plan focal postérieur.



   Le réglage du contraste ayant pour but de révéler avec une sensibilité optimum une catégorie choisie des défauts de planéité, s'obtient, soit de la même manière que dans le cas d'observation par transparence, soit par l'inclinaison de l'échantillon.



   L'utilisation de lames légèrement prismatiques n'est pas exclusive. La symétrie par rapport à un plan peut être remplacée par une symétrie de révolution par rapport à l'axe de l'instrument associé. En conséquence, tous les phénomènes optiques présentent également cette symétrie de révolution et il n'y a plus dans ce cas d'effet directionnel dans la formation du contraste avec lequel est reproduite une variation de chemin optique introduite par l'objet.



   La forme la plus simple à donner à, au moins, une des surfaces de la lame principale, est la forme sphérique de grand rayon par rapport au diamètre utile, les méridiens autres que le cercle n'étant pas exclus.



   La lame auxiliaire étant plane et parallèle, par exemple, on observe sur la lame principale des anneaux d'interférence déjà décrits par
Biot.



   Une de ces franges circulaires est achromatique (et noire entre les polariseurs croisés) si l'épaisseur de la lame auxiliaire est intermédiaire entre celle au centre et celle au bord de la lame principale. Si l'ouverture du condenseur, limitée à un anneau fin (fente circulaire), se projette sur la frange noire, on observe l'objet sur le fond noir. La différence de phase entre les deux ondes polarisées à angle droit et concourantes sur l'image, est égale à   =r.    Etant donné le déphasage introduit par la structure de l'objet, on a avantage à s'écarter de la dif   férence sT ; l'écart doit être proportionnel à    l'importance du déphasage local de l'objet.



   Comme pour les lames à franges rectilignes, il faut éloigner un peu l'image de l'anneau-source de la frange noire, mais cette fois en conservant la symétrie de révolution.



     I1    suffit pour cela de faire varier les diamètres relatifs de l'image de l'anneau d'éclairage et de la frange d'interférence. On peut, soit utiliser un système d'éclairage projetant, avec un grandissement variable, l'image de sa pupille sur la pupille de l'objectif, soit intercaler entre les polariseurs un compensateur biréfringent réglable qui, en produisant une biréfringence supplémentaire, fera varier le diamètre des anneaux d'interférence de la lame principale.



   Il y a lieu de considérer encore l'influence de l'épaisseur des lames sur la constance du fond cohérent dans tout le champ-objet utilisé.



  Dans un microscope usuel, par exemple, le demi-angle de champ ne dépasse guère la valeur de   a='/l.    Un calcul très simple montre que des lames en quartz de 0,5 mm provo   quent une variation de phase de l'ordre de
ST 20 du centre au bord du champ. Si l'on dé-    sire réaliser une précision supérieure ou si l'angle de champ est plus important, on a recours à des combinaisons de lames cristallines équivalentes à des lames simples d'épaisseur nulle.



  On les obtient en accolant à des lames à faces non parallèles des lames cristallines qui annu  lent la biréfringence au centre de ces premières lames. Les lames simples remplacées par des doublets compliquent un peu le dispositif, mais permettent l'utilisation des instruments à grand champ.



   Le dessin représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif suivant l'invention.



   La fig. 1 est une vue en coupe schématique faite par l'axe optique d'un appareil comportant un dispositif interférentiel à polarisation et réalisé au moyen de deux lames cristallines qui sont toutes les deux placées dans la pupille de sortie de l'objectif.



   La fig. 2 montre une vue en coupe schématisée d'un appareil servant à l'observation par transmission des corps isotropes.   I1    comporte deux lames cristallines prismatiques associées,
I'une au condenseur et l'autre à l'objectif et permet d'utiliser l'ouverture non diaphragmée du faisceau d'éclairage.



   La fig. 3 est une vue en coupe schématique mettant en évidence une bilame auxiliaire jouant le rôle de prisme à angle variable permettant l'utilisation d'objectifs et de lames principales prismatiques de caractéristiques quelconques.



   La fig. 4 présente en coupe schématique un objectif puissant de microscope du type courant, dont la pupille (plan focal postérieur) n'est pas accessible.



   La fig. 5 montre une coupe schématique de l'oculaire d'observation muni du dispositif interférentiel à polarisation placé dans sa pupille de sortie. On utilise une lame cristalline prismatique de construction analogue à celle qui est présentée dans le cas de la fig. 4.



   La fig. 6 montre une vue en coupe d'un appareil analogue à celui qui est représenté sur la fig. 1, mais utilisant une lame principale dont la forme admet un axe de révolution.



   La fig. 7 représente schématiquement, à grande échelle, un appareillage photographique servant à l'étude, en lumière réfléchie, soit de la qualité de surfaces optiques, soit des stries dans les corps gazeux ou liquides.



   La fig. 8 montre une coupe schématique d'un microscope dit métallographique utilisant le dispositif faisant l'objet de l'invention et permettant d'obtenir une image en contraste interférentiel sans collimation du faisceau d'éclairage.



   La fig. 9 montre schématiquement une disposition possible de la lame cristalline principale, dans un système à réflexion pure.



   La disposition suivant la fig. 1 convient spécialement à l'étude par transparence de corps qui peuvent présenter une biréfringence s'opposant à son éclairage à l'aide de la lumière polarisée. On voit, dans cette figure, la source lumineuse constituée par une fente S, le condenseur C jouant un rôle de collimateur, l'objet X placé normalement au faisceau lumineux, l'objectif   O    et, dans la pupille de sortie de l'objectif, le système interférentiel à polarisation comportant un polariseur P1, une lame principale Q, un compensateur K et un second polariseur P2. Un tel montage présente les caractéristiques réelles possibles suivantes : les distances focales de deux objectifs interchangeables O du microscope sont, par exemple, 16 mm et 8 mm, celle du condenseur C, jouant le rôle du collimateur, 25 mm. La longueur du tube : 180 mm.

   La lame principale Q est en quartz, parallèle à l'axe cristallographique, d'épaisseur au centre 0,5 mm. Sur le dessin, l'orientation de son axe cristallographique est perpendiculaire au plan de la figure. Elle est taillée en biseau d'angle lo et complétée par une lamelle de verre de même angle.



   On utilise une lame identique pour les deux objectifs et on suppose qu'ils ont un tirage image positif. Les quartz sont montés alors dans les plans focaux de ces objectifs O. Le compensateur K est logé dans le tube du mi  croscope; il    est constitué par deux lames légèrement prismatiques taillées dans un plan parallèle à l'axe cristallographique. L'orientation de celui-ci est parallèle au plan de la figure dans la première lame et perpendiculaire à ce plan dans la deuxième lame. L'angle dièdre est de l'ordre de 20'. L'épaisseur de la première lame est 1,5 mm et celle de la deuxième 1 mm,  la différence servant à annuler la biréfringence au centre de la lame Q.



   Les deux polariseurs   Pl    et   P2    sont du type dichroïque analogues à une pellicule polarisante genre du produit de marque   Polaroïd  .



  Ils sont montés chacun entre deux lamelles. Ils sont orientés à   45O    du plan de la figure et croisés.



   Le réglage du contraste s'effectue par le déplacement du coin mobile en quartz du compensateur K.



   La fig. 2 représente le montage le plus simple, permettant d'utiliser l'ouverture entière du faisceau d'éclairage. Dans le présent cas, une lame q est placée dans le plan focal antérieur du condenseur C dont la distance focale est, par exemple, 16 mm et l'ouverture sin u environ 0,50. On prépare deux lames q d'épaisseur 0,5 et d'angles respectifs   lo    et 30'utilisées avec les deux objectifs C et O de 16 et de 8 mm de distances focales respectives, comportant tous les deux des lames Q identiques de   lo    d'angle et de 0,5 mm d'épaisseur. L'orientation des lames q et Q est celle indiquée sur le dessin.



   Le réglage du contraste s'obtient à l'aide du compensateur K utilisant des coins en quartz de formes identiques et dont un peut se déplacer.



   On pourrait, évidemment, effectuer ce réglage en agissant sur la lame q, le compensateur K étant supprimé.



   Afin d'éviter le changement de lames q, on peut utiliser une lame auxiliaire universelle équivalente à une lame prismatique simple d'angle dièdre variable. Cette variante fait l'objet de la fig. 3. Une telle lame universelle est composée des deux lames   ql    et q2 dont les axes sont croisés et dont une des faces est courbe, concave dans le cas de la figure. Lorsque ces deux lames sont excentrées d'une quantité m, l'ensemble agit comme une lame pris   matique d'angle a= m R étant le rayon de
 R    courbure des lames   ql    et   q2.   



   Un rayon R de 50 mm environ convient très bien.



   Etant donnée la biréfringence nulle au centre de la lame auxiliaire, il convient d'utiliser une lame principale, composée de deux éléments et dont la biréfringence est également compensée en son centre. Pour se placer dans les conditions analogues au cas précédent, la lame Q se composera ici des deux lames prismatiques   Ql    et Q2 d'angle   30' chacune    et assemblées comme le montre la figure.



   Dans le cas de la fig. 4, une lame principale, composée de deux lames prismatiques   Q,    et Q2, est associée à un objectif puissant de microscope O et leur orientation cristallographique fait décaler le plan de localisation de franges à la distance nécessaire permettant la réalisation commode du dispositif; la fig. 4 représente le mode pratique d'adaptation d'une lame principale à un objectif dont le plan focal postérieur n'est pas accessible. Pour le bon fonctionnement de l'appareil et sans trop compliquer le microscope usuel, il faut que les franges d'interférences soient localisées dans ce plan.



   A cet effet, on utilise une lame prismatique dont une face est taillée perpendiculairement au plan principal contenant l'axe et fait un certain angle avec ce dernier.



   La lame de quartz Q1 a son axe cristallographique incliné de   45O    par rapport à l'axe optique du système, son angle dièdre est 30' et l'épaisseur au centre 1 mm ; la lame Q2 est taillée parallèlement à l'axe cristallographique, son épaisseur étant 0,5 mm, ce qui suffit à compenser la biréfringence (deux fois plus faible) de   Q1.   



   Dans ces conditions, le plan de localisation des franges est décalé d'environ 30 mm (mesurés dans l'air). Si ce décalage est trop important, on peut réduire l'inclinaison de l'axe de   Q1.   



   Un tel montage, qui présente cette propriété remarquable de localisation des phénomènes d'interférence trouve une application dans la variante de la fig. 5, où également une position particulière de l'axe cristallographique permet de décaler le plan de localisation des interférences et ainsi de conserver un tirage oculaire commode pour l'observateur.  



   Si   l'on    désire appliquer la méthode du contraste interférentiel à un microscope ordinaire, sans toucher aux objectifs, on peut placer la lame Q dans la pupille de sortie de l'oculaire d'observation Oc (voir fig. 5). Mais cette pupille est occupée par   l'oeil    de l'observateur et il est beaucoup plus commode de faire sortir de la lame Q, cette fois dans l'autre sens, le plan de localisation de franges qui doit toucher la pupille de   l'oeil.   



   On place, par exemple, devant un oculaire de grossissement 5, une lame Q se composant d'une lame   Ql    d'angle lo   30' dont    l'axe cristallographique est incliné de   450,    l'épaisseur au centre de Q1 étant 1,5 mm, et d'une lame   Q2    d'épaisseur au centre 0,75 mm et taillée parallèlement à l'axe cristallographique. Le polariseur   P2 complète    le montage qui peut être utilisé avec un appareil d'éclairage décrit dans les cas représentés aux fig. 1, 2 ou 3.



   L'appareil, dont une coupe schématique est représentée en fig. 6, utilise une lame principale Q dont une face est concave.



   Dans le cas d'un microscope usuel, elle est placée dans la pupille de sortie de l'objectif O.



  Pour fixer les idées, le rayon de courbure de cette lame est de l'ordre de 75 mm lorsqu'elle est en quartz et de 1400 mm lorsqu'elle est en spath. Elle est taillée parallèlement à l'axe cristallographique, qui est perpendiculaire au plan de la figure sur le schéma de la fig. 6. Son épaisseur minimum est, par exemple, 1   mm;    si la lame prismatique du compensateur K présente une épaisseur moyenne de 1 mm. La lame auxiliaire q doit compenser la lame Q et la lame prismatique du. compensateur K orientées de la même façon, d'où son épaisseur égale à la somme de ces dernières, soit 2 mm.



   Les franges localisées d'égale biréfringence étant circulaires, on utilise dans ce cas une source annulaire S qui est placée dans l'ouverture d'entrée du condenseur C de façon analogue au cas d'un microscope à contraste de phase du type classique.



   Pour mettre en service le dispositif, il suffit d'ajuster les diamètres relatifs de l'image de
S sur la lame Q et de la frange achromatique noire,   Pl    et P2 étant croisés. L'épaisseur de la lame plan-concave varie du centre au bord sui   vant une loi approximative e=e+ h2 h
 2R    étant la distance du point courant au centre et   ec    désignant l'épaisseur au centre. Si le rayon de l'image de S est h, il suffit de donner à la différence des épaisseurs des lames K et q la valeur égale à e pour réaliser un fond noir interférentiel.

   Une variation de 32   u    de l'épaisseur de quartz correspondant à un changement de   Â/2,    il suffit de faire varier l'épaisseur    e, l+eK de + 15 u autour de la valeur de el de    compensation exacte pour obtenir tous les aspects possibles du contraste interférentiel achromatique, ce qui permettra de choisir la valeur de déphasage la mieux adaptée à l'objet étudié. Un tel montage peut également être réalisé avec des lames prismatiques ; dans ce cas, la loi de variation d'épaisseur de la lame principale Q est une loi linéaire au lieu d'être parabolique comme dans l'exemple qui vient d'être décrit en détail.



   Le dispositif de la présente invention peut aussi, comme on va le montrer avec référence à la fig. 7, être utilisé pour l'enregistrement photographique d'images. Dans ce cas, la lumière est envoyée par l'intermédiaire d'une glace semi-transparente G sur la lame Q du type prismatique, par exemple, qui se trouve au centre de courbure d'un miroir M dont on désire étudier la qualité de surface. La lumière est renvoyée par réflexion et traverse une deuxième fois la lame Q; un appareil   photo-    graphique visant la surface du miroir M complète le montage.



   On peut également se servir d'un tel appareil pour la strioscopie.   I1    suffit de prendre un miroir M de bonne qualité et d'utiliser l'espace compris entre M et Q pour y étudier les stries de corps gazeux ou liquides. Le montage se prête particulièrement à l'étude de phénomènes brefs grâce à sa grande luminosité. En effet, contrairement à tous les montages connus, il utilise un faisceau de lumière non collimaté, sans diminuer la sensibilité obtenue.



   A la fig. 8, qui représente un dispositif selon la présente invention appliqué à un microscope métallographique usuel, le faisceau venant  de S arrive sur la moitié inférieure de la lame
Q par l'intermédiaire d'un petit miroir opaque   m.    La lame Q se trouve dans le plan focal de l'objectif O si celui-ci est accessible ; sinon, on utilise une lame principale de construction spéciale décrite au sujet de l'exemple représenté à la fig. 4. Après réflexion sur la surface de l'objet réfléchissant X, le faisceau revient sur l'objectif, passe par la moitié supérieure de la lame
Q et parvient à l'image X', les polariseurs P, et P2 étant associés de manière habituelle.

 

   L'exemple représenté à la fig. 9 convient particulièrement pour la recherche dans un domaine spectral étendu. Le schéma est celui d'un microscope composé à réflexion pure. Les miroirs   ml    et   m2    en constituent l'objectif, le miroir m3 joue le rôle du verre de champ qui rend accessible, en même temps, la pupille de sortie de l'objectif en formant son image réelle sur la lame principale Q.



   L'image X' de l'objet X est ensuite reprise par le système de miroirs  <RT 

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Dispositif pour l'étude des corps transparents ou des surfaces réfléchissantes qui n'agissent que sur la phase des ondes lumineuses, caractérisé par une source lumineuse fournissant un éclairage cohérent -, un premier système optique donnant, après l'objet, dans le sens de la lumière, une image réelle de la source -, un système interférentiel à polarisation, dont une lampe principale au moins est située après l'objet, normalement au faisceau, ce système interférentiel créant des franges d'interférence localisées à l'image de la source -, un second système optique de réception de l'image effective de l'objet de phase, la pupille de ce second système optique étant à petite distance de la lame principale.
    SOUS-REVENDICATIONS : 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le second système optique est un système d'observation.
    2. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le second système optique est un système d'enregistrement.
    3. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le système interférentiel à polarisation comporte deux polariseurs encadrant au moins une lame principale et au moins une lame secondaire.
    4. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la lame auxiliaire et la lame principale ont en leur centre respectif des biréfringences égales et de signes opposés.
    5. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'au moins une lampe prismatique principale et au moins une lame auxiliaire plane et parallèle sont placées à un endroit situé dans l'intervalle entre les deux polariseurs, ces lames donnant un système de franges d'interférence localisé à l'endroit où se forme l'image de la source et que la source est constituée par une fente fortement éclairée et parallèle aux franges.
    6. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la lame principale et la lame auxiliaire ont une même forme adaptée pour que lesdites lames puissent recevoir les faisceaux cohérents maxima fournis par le système optique d'éclairage.
    7. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le système interférentiel à polarisation comporte une lame principale prismatique dont l'axe cristallographique est fortement incliné par rapport à ses surfaces polies, de manière à obtenir un léger décalage du plan de localisation des franges.
    8. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 7, caractérisé en ce que la lame principale prismatique est placée avant l'oculaire de second système optique, de manière à conserver le tirage oculaire facilitant l'observation.
    9. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que, pour permettre une interchangeabilité facile des objectifs et des lames principales, la lame auxiliaire est constituée par deux lentilles à une face plane à lignes neutres croisées et à excentrement réglable.
    10. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 3 et 9, caractérisé en ce que les deux lentilles sont plan-convexes.
    11. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 3 et 9, caractérisé en ce que les deux lentilles sont plan-concaves.
    12. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le système interférentiel à polarisation comporte une lame biréfringente qui est accolée à la lame principale pour compenser cette dernière.
    13. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que, pour obtenir des franges circulaires, la source lumineuse est annulaire et que le système interférentiel à polarisation comporte une lame principale courbe et un compensateur à teinte plate équivalant à une lame biréfringente parallèle plane d'épaisseur variable.
    14. Dispositif selon la revendication, pour l'examen d'objets réfléchissants, caractérisé en ce que le second système optique est l'objectif de sortie d'un microscope et que le système interférentiel à polarisation comporte une seule lame doublée à biréfringence nulle en son centre, placée dans la pupille de sortie de l'objectif, de manière à supprimer toute diaphragmation du faisceau d'éclairage.
    15. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce qu'une lame double unique est placée au centre du premier système optique, constitué par un miroir concave autocollimateur, la pupille avant de l'objectif du second système optique coïncidant avec ledit centre.
    16. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le premier système optique est un système à réflexion pure, combiné avec un miroir concave servant de verre de champ, que la lame principale du système interférentiel est placée au foyer dudit miroir concave où elle reçoit l'image réelle du plan focal du premier système optique, et que le deuxième système optique est un système oblique à miroirs, donnant l'image définitive.
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