بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
طراحي و ساخت يک تداخل سنج دوباريکه اي منشوري
چکيده –در اين مقاله به معرفي يک تداخل سنج دوباريکه اي پرداخته ميشود که ، با محدوديتهايي ، بعضي از کارايي هاي تداخل سنج هاي مايکلسون و تويمن -گرين را دارد. در اين تداخل سنج از يک منشور به جاي باريکه شکاف و نيز يکي از آينـه هـاي آن دو تـداخل سـنج استفاده ميشود. فريزهاي تشکيل شده در اين تداخل سنج با چشمه ي نور شبه تکفام داراي کيفيتي مشابه با کيفيت فريزهايي است کـه با دو تداخل سنج ياد شده به دست ميآيد.
کليد واژه - تداخل سنج تويمن -گرين ، تداخل سنج مايکلسون ،تداخل سنج منشوري .
١- مقدمه
تداخل سنجها ابزارهـاي مهمـي در انـواع تحقيقـات علمـي صنعتي ، مانند طيف سنجي تفکيک بالا؛ اندازه گيريهاي دقيق فواصل ، جابه جاييها،و ارتعاشات ؛آزمون قطعات و سامانه هاي اپتيکي ؛ مکان نگاري سطح ؛و بـسياري مـوارد ديگـر هـستند [٤-١]. يک تـداخل سـنج بـر اسـاس چنـد پـارامتر ارزيـابي مي شود: (الف ) تـوان تفکيـک ، (ب )گـستره ي کـارکرد، (ج ) و راحتي کار با آن ، (د)هزينه ،و .... هر چه تعداد قطعات يـک تداخل سنج کمتر باشد، کار کردن با آن راحتترو قيمـت آن احتمالا کمتر مي شود. در تداخل سنجهاي دوباريکه اي تقسيم دامنـه اي متـداول عمومــا از يـک (ماننـد تـداخل سـنجهاي مايکلسون و تويمن -گرين ) يا چند (مانند تداخل سـنج مـاخ - زنــدر) تيغــه ي شيــشه اي پوشــش داده شــده بــه عنــوان باريکه شکاف ياترکيب کننده استفاده مي شود. ايـن تيغـه هـا داراي پوشش مناسبي روي يک وجه براي نيمه شفاف شـدن هستند تا نور را به ميزان مناسبي بازتاب دهنـد. وجـه ديگـر تيغه ها داراي پوشش پادبازتاب هستند تا هيچ نوري رادر آن وجه بازتاب ندهند؛ راه حل ديگر اين مسئله گوه کردن تيغه است طوري که بازتابهاي ناخواسته از سامانه خارج شوند.
تا به حال تداخل سـنجهاي زيـادي معرفـي شـده انـد کـه در طراحي آنها از منشور استفاده شده است .بـه صـورت نمونـه ميتوان بـه کارهـاي Takanori Kiyokura و همکـاران [٥]، و King Ung Hii و همکاران [٦] اشاره کرد.
در اين مقاله به معرفي يک تداخل سنج دوباريکه اي تقـسيم دامنه اي پرداخته مي شـود کـه مـشابه ي يـک تـداخل سـنج مايکلسون يا تويمن -گرين ، ولي با محدوديتهايي ، کارمي کند.
در اين تداخل سنج ، يک منشور بايک وجه آينه اي هم نقـش باريکه شکاف را داردو هم يک آينه ، بنـابراين داراي قطعـات کمتري نسبت به آنهاست .دراين تداخل سنج از هيچ تيغه ي متوازي السطوحي استفاده نمي شودو هيچ يک از سـطوح آن لزوماداراي پوشش پادبازتاب و يا پوشش نيمه بازتاب دهنـده نيست و فريزهاي کاذب به خاطر بازتابهاي ناخواسته نداريم .
٢- تداخل سنج دوباريکه اي منشوري
اصول کار اين تداخل سـنج را مـي تـوان از شـکل ١ فهميـد.
نوري با دامنه ي E از وجه AC به منشور واردمي شودو بـه وجه BC برخورد مي کند. در ايـن وجـه نـور بـه دو قـسمت تقسيم مي شود، يک قـسمت آن از منـشور خـارج و قـسمت ديگر بازتاب شده به وجه AB مي رسد. مولفـه ي اول پـس از برخورد بـا آينـه ي M از آن بازتابيـده مجـددا بـه وجـه BC برخورد مي کندو در آنجا کسري از آن بازتاب مي کنـد. ايـن مؤلفـه در خروجـي داراي دامنـه اي برابـر بـا اسـت .
مؤلفه ي دوم پس از برخورد با وجه AB، که آينه اي اسـت ،از آن بازتابيده مجددا به وجه BC برخورد مـي کنـدو در آنجـا کسري از آن عبور مـي کنـد. ايـن مؤلفـه در خروجـي داراي دامنــه اي بــا انــدازه ي اســت .چــون ، دو باريکه ي خروجي داراي دامنه ،و در نتيجـه شـدت ، يکـسان هستند.ازايـن رو در بـر همنهـي مـي تواننـد فريزهـايي بـا نماياني خوب توليد کنند.
شکل ١:طرحواره ي تداخل سنج منشوري ؛ وجه AB منشور، کـه بـا خـط ضخيم نشان داده شده ، توسط يـک پوشـش آينـه شـده اسـت . خطـوط پيکان دار (در نمايش الکترونيکي قرمزرنگ نيز هستند) پرتوهـاي نـوررا در تداخل سنج نشان مي دهند.
در اين چيدمان زاويه ي فرود به وجه BC، ،بايد کوچکتر از زاويه ي بحراني باشد تا از بازتاب کلي اجتنـاب شـود.ايـن قيد براي يک مرز شيشه -هوا لازم مـي دارد کـه زاويـه ي بايد کوچکتر از ٤٢ درجه باشد.اگر خيلي نزديک به اين مقدار باشد،زاويه ي شکست در وجه BC، ، خيلي نزديـک به ٩٠ درجه مي شودو پهناي دو باريکه ي خروجي نسبت به پهناي باريکه ي ورودي خيلي کوچک مي گردد که نـامطلوب است . از طرف ديگر مقاديرخيلي کمتر به کم شدن زياده از حد شدتهاي دو باريکـه ي خروجـي مـي انجامـد. شـکل ٢ تغييـرات شـدت بــه هنجـار يکـي ازباريکــه هـاي خروجـي ، .،را بـــراي دو حالـــت قطــبش S وقطبش P برحسب نشان مي دهد که از روابط فرنل
محاسبه شده اند. در عمل براي يک منشور شيشه اي BK7 با ضريب شکست ١.٥٢زاويه ي مناسـب بـراي حـدود ٣٥ درجه است . در اين حالت نسبت پهناي باريکه ي خروجي بـه پهناي باريکه ي ورودي حدود ٠.٦مي شود که مناسب است .
شکل ٢:تغييرات شدت به هنجار يکي از باريکـه هـاي خروجـي بـراي دو حالت قطبش S (منحني قرمز) و قطبش P (منحني سياه ).
