SU1190683A1 - Michelson interferometer - Google Patents
Michelson interferometer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1190683A1 SU1190683A1 SU843708386A SU3708386A SU1190683A1 SU 1190683 A1 SU1190683 A1 SU 1190683A1 SU 843708386 A SU843708386 A SU 843708386A SU 3708386 A SU3708386 A SU 3708386A SU 1190683 A1 SU1190683 A1 SU 1190683A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- optical
- electro
- interferometer
- elements
- wavelengths
- Prior art date
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
1.Интерферометр Майкельсона, содержащий плоскопараллельное полупрозрачное зеркало и два глухих зеркала , образующих вместе с полупрозрачным зеркалом первое и второе плечи , расположенные под углом 90 ДРУГ к другу и под углом 45 к полупрозрачному зеркалу, причем в первом плече глухое зеркало установлено на пьезокерамике с возможностью перемещени вдоль оптической оси этого плеча, а в каждое из плеч помещено по одному злектрооптическрму элемен ту с электродами, подключенными к источнику питани , отличающийс тем, что, с цеАью увеличени спектрального диапазона анализируемого излучени , электрооптические элементы изготовлены из разных электрооптических материалов, О) а на входе интерферометра установлен линейный пол ризатор. J СО о 05 00 со1. Michelson's interferometer, containing a plane-parallel semi-transparent mirror and two deaf mirrors, forming together with a semi-transparent mirror the first and second shoulders located at an angle of 90 FRIEND to a friend and at an angle of 45 to the semi-transparent mirror, and in the first shoulder a blind mirror is installed on piezoceramics with the possibility displacement along the optical axis of this arm, and in each of the shoulders is placed one electrophoretic element with electrodes connected to a power source, characterized in that, with the aim of increasing The spectral range of the analyzed radiation, the electro-optical elements are made of different electro-optical materials, O) and a linear polarizer is installed at the input of the interferometer. J SB o 05 00 with
Description
Изобретение относится к оптике и может быть использовано для определения спектральной структуры излуiчения и проведения спектрального анализа, например изотопического и ДР.The invention relates to optics and can be used to determine the spectral structure of radiation and conduct spectral analysis, for example, isotopic and DR.
Цель изобретения - расширение спектрального диапазона излучения, анализируемого интерферометром.The purpose of the invention is the expansion of the spectral range of the radiation analyzed by the interferometer.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - вариант блоксхемы; на фиг.З - зависимость разницы длин оптических путей в обоих плечах интерферометра от длины волны.Figure 1 shows a block diagram of a device; figure 2 is a variant of the block diagram; in Fig.3 - the dependence of the difference in the lengths of the optical paths in both arms of the interferometer on the wavelength.
Устройство состоит из полупрозрачного зеркала 1, зеркал 2 и 3 с высоким коэффициентом отражения, пьезокерамики'4, на которой установлено одно из зеркал интерферометра, электрооптических элементов 5 и 6 (ячейки Керра или одноосные электрооптические кристаллы), помещенных в плечи I и П интерферометра, линейного поляризатора 7.The device consists of a translucent mirror 1, mirrors 2 and 3 with a high reflection coefficient, piezoceramics'4, on which one of the interferometer mirrors is installed, electro-optical elements 5 and 6 (Kerr cells or uniaxial electro-optical crystals) placed in the arms of I and P of the interferometer, linear polarizer 7.
Интерферометр работает следующим образом. На электрооптические элементы 5 и 6 подают переменное (например, синусоидальное с частотой электрическое напряжение. Фазы переменных электрических сигналов, подаваемых на элементы 5 и 6, таковы, что изменения длин оптического пути в обоих элементах одинаковы по 5 знаку, а величины напряженностей электрического поля подобраны так, что разность оптических путей в обоих элементах равна нулю для определенной Длины волны Ао в каждый момент 10· времени и не равна нулю для всех остальных длин волн.The interferometer operates as follows. An alternating voltage is applied to the electro-optical elements 5 and 6 (for example, a voltage sinusoidal with frequency. The phases of the alternating electrical signals supplied to the elements 5 and 6 are such that the changes in the optical path lengths in both elements are identical in 5 signs, and the electric field strengths are selected so that the difference of the optical paths in both elements is equal to zero for a certain wavelength A о at each moment 10 · time and is not equal to zero for all other wavelengths.
Интерференционные картины для длин волн А, отличных от Ао, будут полностью замываться , если разность 15 длин оптических путей между зеркалами 1 и 2 и 1 и 3 для них изменяется элементами 5 и 6 не менее чем на величину Если скорость изменения этой разности длин оптических путей 20 элементами 5 и 6 много больше, чем скорость изменения расстояния между зеркалами 1 и 2 пьезокерамикой 4, то интерференционную картину на этих длинах волн не записывают. Записывают 25 при этом только интерференционную картину для излучения с длинами волн вблизи . Для этого пьезокерамикой 4 определенной частотой перемещают зеркало 2 и с помощью фото30 приемника, расположенного за диафраг1 мой, находящейся в фокальной плоскости собирающей линзы, установленной за интерферометром, регистрируют интерференционную картину. Изменяя напряженность электрического поля на одном из электрооптических элементов 5 и 6, смещают область длин волн, в которой изменение разности длины оптических путей в интерферометре между зеркалами 1 и 2 и 1 и 3 равна или близка к нулю и в которой возможна запись интерференционной картины. Таким образом снова получают интерференционную картину, из которой определяют спектральную структуру излучения или по . которой проводят анализ. Таким образом, интерференцию наблюдают последовательно для длин волн в диапазоне, намного большем (в 10 -Ю^раз) области дисперсии Δ Л интерферометра. Этот диапазон ограничен областью, прозрачности электрооптических элементов 5 и 6.The interference patterns for wavelengths A other than A o will be completely washed out if the difference of 15 lengths of the optical paths between mirrors 1 and 2 and 1 and 3 for them is changed by elements 5 and 6 by at least an amount If the rate of change of this difference in optical lengths 20 paths with elements 5 and 6 are much larger than the rate of change of distance between mirrors 1 and 2 by piezoceramics 4, then the interference pattern at these wavelengths is not recorded. 25 is recorded in this case only the interference pattern for radiation with wavelengths close to. For this, mirror 2 is moved by piezoceramics 4 at a certain frequency and, using the photo30 of the detector located behind the diaphragm 1 located in the focal plane of the collecting lens mounted behind the interferometer, the interference pattern is recorded. By changing the electric field strength on one of the electro-optical elements 5 and 6, the wavelength region is shifted in which the change in the difference in the length of the optical paths in the interferometer between mirrors 1 and 2 and 1 and 3 is equal to or close to zero and in which the interference pattern can be recorded. In this way, an interference pattern is again obtained from which the spectral structure of the radiation is determined or by. which carry out the analysis. Thus, interference is observed sequentially for wavelengths in the range much larger (10 -10 ^ times) of the dispersion region Δ L of the interferometer. This range is limited by the area of transparency of the electro-optical elements 5 and 6.
Электрооптические элементы 5 и 6 могут быть изготовлены из материалов, обладающих линейным или квадратичным электрооптическим эффектом.’Для элемента, изготовленного из кристалла, обладающего линейным электрооптическим эффектом, изменение A h показателя преломления на длине волны А при наложении электрического поля напряженностьюО EoSinuJ^t определяется как Дп (А) = |гц’(А)Е , (1) где Г - электрооптический коэффициент кристалла;Electro-optical elements 5 and 6 can be made of materials having a linear or quadratic electro-optical effect. 'For an element made of a crystal having a linear electro-optical effect, a change in the refractive index A h at wavelength A when an electric field is applied with a strength of O EoSinuJ ^ t is defined as Dn (A) = | rz '(A) E, (1) where T is the electro-optical coefficient of the crystal;
h(A)- показатель преломления кристалла на длине волны Д .h (A) is the refractive index of the crystal at the wavelength D.
Изменение разностд длин оптических путей в обоих плечах интерферометра элементами 5 и 6 выражается следу.ющим образом:The change in the difference in the lengths of the optical paths in both arms of the interferometer by elements 5 and 6 is expressed as follows.
дьПА^мХ (л)Ео5-г6ебь’(л)Ео6 (2) Вариант устройства, изображенный на фиг.2, состоит из полупрозрачного зеркала 1, зеркал 2 и 3 с высоким коэффициентом отражения, пьезокерамик 4 и 8, на которых установлены’зеркала 2 и 3, электрооптического элемента 5, линейного поляризатора 7.dPA ^ mX (l) E o5- g 6 e b '(l) E o6 (2) The device variant shown in Fig. 2 consists of a translucent mirror 1, mirrors 2 and 3 with high reflection coefficient, piezoceramic 4 and 8, on which mirrors 2 and 3 are mounted, an electro-optical element 5, a linear polarizer 7.
Интерферометр работает следующим образом. На электрооптический элемент 5 и пьезокерамику 8 подают пе-’ ременное синусоидальное электрическое напряжение, например, частотой tdl. Фазы сигналов; подаваемых на элеThe interferometer operates as follows. An electro-optical element 5 and piezoceramic 8 are supplied with alternating sinusoidal voltage, for example, with a frequency tdl. Signal phases served on ale
1190683 4 мент 5 и пьезокерамику 8, таковы, что изменение оптической длины плеча I электрооптическим элементом 5 и длины плеча II при перемещении зеркала 3 пьезокерамикой 8 одинаковы по знаку и происходят по одному закону во времени. Величины напряженностей электрического поля на элементах 5 и 8 подобраны так,что разность оптических путей излучения в плечах I и П равна нулю для определенной длины волны в каждый момент времени и изменяется во времени для всех остальных длин волн.1190683 4 ment 5 and piezoceramics 8, such that the change in the optical length of the arm I by the electro-optical element 5 and the length of the arm II when the mirror 3 is moved by the piezoceramics 8 are identical in sign and occur according to the same law in time. The values of the electric field strengths on elements 5 and 8 are selected so that the difference of the optical paths of radiation in the arms I and P is zero for a certain wavelength at each moment in time and varies in time for all other wavelengths.
Запись интерференционной картины с длинами волн вблизи Ло и смещение области длин волн, в которой возможно получение интерференционной картины, производят аналогично изложенному выше при рассмотрении варианта с двумя электрооптическими элементами.The interference pattern with wavelengths near Lo and the shift of the wavelength region in which it is possible to obtain an interference pattern are recorded in the same way as described above when considering a variant with two electro-optical elements.
Для элемента 5, обладающего линейным электрооптическим эффектом, изменение ЛЬ показателя преломления опи- сывается выражением (1). Смещение зеркала 3 пьезокерамикой 8 определяется какFor element 5 with a linear electro-optical effect, the change in L of the refractive index is described by expression (1). The offset of the mirror 3 by piezoceramics 8 is defined as
6l = dL , (3) где d - пьезоэлектрический коэффициент используемой пьезокерамики. Максимальное изменение разности длин оптических путей в обоих плечах интерферометра электрооптическим элементом 5 и пьезокерамикой 8 находят как6l = dL, (3) where d is the piezoelectric coefficient of the used piezoceramics. The maximum change in the difference in the lengths of the optical paths in both arms of the interferometer by the electro-optical element 5 and piezoceramic 8 is found as
Ah(A)?=r5f6h3(A)Eo6-2d8Eo8.' (4)Ah (A)? = R 5 f 6 h 3 (A) E o6 -2d 8 E o8 . ' (four)
Зависимости от Л показаны на фиг.З для электрооптического элемента 5, изготовленного из кристалла ЦЫЬОз длиной Е =0,023 м, с FoS= =10~см~ * Кривая 1 построена при 2dgEo3=9145 нм. Интерференционная картина может быть записана для длин волн вблизи Ао=470 нм. Отстройка длинны волны Д от До на область свободной дисперсии интерферометра йД1,1 > 10 нм (hi = 1 мм) приводит к величине Ahi * 0,9 нм, что намного меньше ^=117,5 нм. Следовательно, для излучения с длинами волн в пределах области свободной дисперсии дД будет наблюдаться четкая интерферен^ционная картина.The dependences on A are shown in Fig. 3 for an electro-optical element 5 made of a CH3O3 crystal with a length of E = 0.023 m, with F oS = 10 ~ cm ~ * Curve 1 is constructed at 2d g E o 3 = 9145 nm. An interference pattern can be recorded for wavelengths near A about = 470 nm. The detuning of the wavelength D from D o to the region of free dispersion of the interferometer yD1.1> 10 nm (hi = 1 mm) leads to the value Ahi * 0.9 nm, which is much less than ^ = 117.5 nm. Consequently, for radiation with wavelengths within the region of the free dispersion of the DD, a clear interference pattern will be observed.
Разность оптических длин обоих плеч интерферометра изменяется на величину Дщ£= - 120 нм, как следует sThe difference in the optical lengths of both arms of the interferometer changes by the value of Дш £ = - 120 nm, as follows
из фиг.З, при отстройке Л от /0 = = 470 нм не более чем на 15 нм. Таким образом, в рассмотренном примере можно последовательно исследовать спектральные структуры линий излучения в диапазоне области дисперсии интерферометра, причем эти линии должны отстоять друг от друга не менее чем на 15 нм. Повышение напряженности на электрооптическом кристалле, использование кристалла с более сильной зависимостьюh (Л) или большим электрооптическим коэффициентом г позволяют уменьшить величину отстройки длин волн линий, анализируемых интерферометром.from Fig. 3, when the detuning A from / 0 = 470 nm is not more than 15 nm. Thus, in the considered example, one can sequentially study the spectral structures of the emission lines in the range of the dispersion region of the interferometer, and these lines should be separated from each other by at least 15 nm. An increase in the tension on the electro-optical crystal, the use of a crystal with a stronger dependence h (L) or a large electro-optical coefficient r allow one to reduce the magnitude of the detuning of the wavelengths of the lines analyzed by the interferometer.
Для перестройки анализируемых длин волн от 420 ло 800 нм, т.е. в области, большей свободной области диспер-. сии примерно в 10%-10чраз, необходи10 мо изменить величину в 1,22 раза.For the tuning of the analyzed wavelengths from 420 to 800 nm, i.e. in an area larger than the free dispersion region. approximately 10 % -10 hours , it is necessary to change the value by 1.22 times.
Например, при 2<ζΕοί=8980 нм интерференционная картина может быть записана для длин волн вблизи λβ=490 нм (см.кривую 2 на фиг.З).For example, at 2 <ζΕ οί = 8980 nm, the interference pattern can be recorded for wavelengths near λ β = 490 nm (see curve 2 in FIG. 3).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843708386A SU1190683A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Michelson interferometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843708386A SU1190683A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Michelson interferometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1190683A1 true SU1190683A1 (en) | 1986-03-30 |
Family
ID=21106456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843708386A SU1190683A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Michelson interferometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1190683A1 (en) |
-
1984
- 1984-01-13 SU SU843708386A patent/SU1190683A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Мустель Е.Р.,Парыгин В.Н. Методы модул ции и сканировани света.М.: Наука, 1970, с.131-144. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ghosh | Handbook of optical constants of solids: Handbook of thermo-optic coefficients of optical materials with applications | |
US5347377A (en) | Planar waveguide liquid crystal variable retarder | |
EP0347563B1 (en) | Bulk optic wavelength division multiplexer | |
Patel et al. | Electrically tunable and polarization insensitive Fabry–Perot étalon with a liquid‐crystal film | |
US4508964A (en) | Electro-optically tuned rejection filter | |
KR960007884B1 (en) | Optical fiber | |
US4291939A (en) | Polarization-independent optical switches/modulators | |
US4631402A (en) | Optical electric-field measuring apparatus | |
US5383048A (en) | Stress-optical phase modulator and modulation system and method of use | |
US4196964A (en) | Optical waveguide system for electrically controlling the transmission of optical radiation | |
US4598996A (en) | Temperature detector | |
JPH09511847A (en) | Junction splitter composed of channel waveguides and applications | |
US20150070709A1 (en) | Electro-optic modulator and electro-optic distance-measuring device | |
US4182544A (en) | Resonant multiplexer-demultiplexer for optical data communication systems | |
US20230350266A1 (en) | Electrically-reconfigurable high quality factor metasurfaces for dynamic wavefront shaping | |
EP1255156A2 (en) | Tunable optical filter | |
SU1190683A1 (en) | Michelson interferometer | |
Lundquist et al. | Electro‐optical characterization of poled‐polymer films in transmission | |
US5526450A (en) | NLO waveguide "or" switch and method therefor | |
JPH024864B2 (en) | ||
Syms | Resonant cavity sensor for integrated optics | |
Lecona et al. | Fiber optic voltage sensor with optically controlled sensitivity | |
RU2029977C1 (en) | Longitudinal pockets effect-based electrooptic light modulator | |
Chen et al. | Research and fabrication of integrated optical chip of hybrid-integrated optical acceleration seismic geophone | |
Beaumont et al. | Nondestructive technique for rapidly assessing the stability of lithium niobate electrooptic waveguide devices |