Interféromètre de Sagnac
L'interféromètre de Sagnac est constitué d'une architecture en anneau comme le suggère la figure 15.
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Le point d'entrée et de sortie de l'interféromètre est
. Les deux ondes planes se propagent selon les chemins (
,
,
,
,
) et (
,
,
,
,
) et sont donc contra-propagatives. Elles suivent des chemins identiques. La phase optique de l'onde 1 entre l'entrée et la sortie est :
et celle de l'onde 2 est :
La différence de phase entre les deux ondes est alors nulle :
De part la symétrie de l'interféromètre, tout basculement de l'un des trois miroirs n'a pas d'influence sur la figure de franges puisque les trajets optiques sont tous identiques sur le front de phase. La différence de chemin optique entre les deux ondes est constante et nulle.
En conséquence, le signal d'interférences s'écrit
La figure de franges est uniforme : elle présente une teinte plate.
Cet interféromètre présente un intérêt dans le cas où la cavité est en rotation autour d'un axe
perpendiculaire au plan de figure. On constate que dans ce cas les deux faisceaux lumineux sont déphasés en sortie de l'interféromètre : le déphasage dépend de la vitesse angulaire de rotation
, de la vitesse de la lumière
et de la surface de la cavité
selon la relation
L'effet étant très faible, on enroule généralement un grand nombre de spires
de surface
pour amplifier le signal de sortie.
Pour un rayon de la boucle égal à
,
et
, soit une longueur de fibre optique de 1800m, on obtient une différence de marche de
.
Cet effet est connu sous le nom « d'effet Sagnac » et il est utilisé dans les gyroscopes laser à fibres optiques []. La sensibilité des gyroscopes à fibre permet de détecter des erreurs de rotation de
.