Interférences / Cohérences
Description de l'interféromètre

Rappel

Michelson (1852-) est l'inventeur d'un interféromètre constitué de deux miroirs et localisés sur deux bras orthogonaux. Il a utilisé son appareil pour chercher à mettre en évidence la composition de la vitesse de propagation de la lumière avec celle de la rotation de la terre. Il a obtenu le Prix Nobel de Physique en 1907 pour ses travaux d'interférométrie.

Figure 35

Dans l'interféromètre de Michelson, l'un des deux miroirs se trouve sur un chariot mobile, l'autre miroir est fixe. La séparation d'amplitude de l'onde incidente est réalisée à l'aide d'une séparatrice qui est une lame de verre argentée (dépôt d'une couche mince semi-réfléchissante) de telle sorte que les amplitudes des rayons réfléchis et transmis dans cette lame soient pratiquement égales. Cette lame est rigoureusement disposée à l'onde incidente et des deux miroirs.

Figure 36 : Représentation simplifiée de l'interféromètre de Michelson
Figure 37 : Photographie d'un interféromètre de Michelson. On reconnaît le chariot en bas à droite, la séparatrice et la compensatrice en bas à gauche et les deux miroirs à 90 ◦ dont l'un est porté par le chariot

Les rayons et qui sont réfléchis et transmis dans la séparatrice se propagent vers les miroirs et où ils subissent une réflexion avant de revenir vers la séparatrice. Ils se superposent à la sortie de cette lame. La lame séparatrice a une certaine épaisseur ce qui fait que si les deux miroirs sont à égale distance de la séparatrice, les chemins optiques suivis par les deux rayons et ne sont pas égaux. Le rayon ne traverse qu'une fois la lame avant sa sortie alors que la traverse 3 fois. Si l'on appelle l'épaisseur de cette lame, la lame introduit une différence de marche entre les deux rayons et égale à

qu'il faut compenser si l'on veut que l'interféromètre ne soit pas perturbé pas ce trajet excédentaire. Pour cette raison, la compensation s'effectue en introduisant une lame compensatrice de même épaisseur et de même indice que la séparatrice sur le trajet du rayon . Cette lame est rigoureusement parallèle à la séparatrice. La présence de la séparatrice qui est métallisée introduit une différence de phase dite à la réflexion entre les deux rayons. Cette différence de phase est égale à pour une lame de verre. La métallisation engendre une complexité supplémentaire qui n'est pas prise en compte en général pour ne pas alourdir les calculs mais qui a pour effet de ne pas générer une différence de phase égale à que nous appellerons par la suite .

Alain GIBAUD - Université du Maine Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de ModificationRéalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)