Сдвиговый интерферометр

Недостатком интерферометров Ньютона, Физо и Тваймана — Грина — является необходимость наличия эталона, изготовление которого требует значительных усилий и удорожает их конструкцию. В интерферометре сдвига эталон отсутствует. Первые лазерные интерферометры бокового сдвига появились в 1947 году.

В интерферометрах сдвига сравниваются деформированный волновой фронт и он же с незначительным сдвигом (например, в интерферометре Мерти). В области перекрытия этих двух волновых фронтов (а фактически, двух частей одного фронта, одна из которых сдвинута относительно другой) возникает интерференционная картина^[2].

Сдвиговые интерферометры делятся на интерферометры радиального и поперечного сдвига. Поперечный сдвиг может осуществляться за счёт вращающихся дифракционных решёток (метод Ронки), плоскопараллельных пластин и двулучепреломляющих сред.

Преимуществами сдвиговых интерферометров являются малая чувствительность к вибрациям и компактность.

Оптическая схема сдвигового интерферометра на основе интерферометра Майкельсона^[3] показана на рисунке 1. Здесь 1 — лазер, 2 и 3 — расширитель, 4 — контролируемый объектив, 5 и 7 — зеркала, 6 — светоделитель, 8 — экран. Светоделительный узел изготовлен из двух оптических призм, соединённых по гипотенузе, на входную и выходную грани которого приклеены плосковыпуклые линзы для исключения влияния плоских граней на качество изображения. По гипотенузе призмы не склеены — на них наносится слой оптического масла и в процессе работы их смещают друг относительно друга, а также осуществляют поворот для того, чтобы добиться сдвига по двум осям. Смещение необходимо для контроля астигматизма изучаемых оптических систем. Для контроля качества поверхностей оптических элементов, как плоских, сферических и асферических, интерферометры сдвига оборудуются дополнительными элементами^[4][5].

Интерферометры сдвига с плоскопараллельной пластиной используют для юстировки и контроля юстирования коллинеарных оптических систем. Если расположить точечную диафрагму не в фокусе линзы, то выходящий пучок, как известно, будет или сходящимся, или расходящимся. Изменение характера пучка сказывается на виде интерференционной картины, по изменениям которой можно судить об исследуемом объекте. При попадании диафрагмы точно в фокус линзы-коллиматора интерференционные полосы исчезают.

Интерферометры сдвига используют также в голографической интерферометрии для контроля диффузно отражающих объектов^[6].

На рисунке 2 показан интерферометр сдвига THORLABS SI500 с клиновидной пластиной для пучков диаметром 25,4-50 мм, предназначенный для качественного анализа коллимированности когерентного пучка излучения. Система состоит из клинообразной стеклянной пластинки, установленной под углом 45°, и светорассеивающей пластинки с выгравированной опорной линией в центре. Светорассеивающая пластина используется для визуализации интерференционных полос, сформировавшихся в результате отражения света от передней и задней поверхности пластинки клина, которое описывается формулами Френеля. Если на пластину падает коллимированный пучок, интерференционный полосы будут параллельны опорной линии. Кроме степени коллимированности пучка, интерференционная картина будет чувствительна к сферическим, коме и астигматизму.