Interféromètres différentiels

Les interféromètres différentiels (ou aussi appelés à décalage latéral) sont une composante souvent méconnue de l'interférométrie mais constituent un champ important dans diverses applications telles que le contrôle de surfaces et de systèmes optiques ou l'étude des fluides et des turbulences dans les gaz et les liquides.

Le principe de base consiste à réaliser les interférences entre le front d'onde initial et sa copie décalée latéralement d'une faible quantité []. La figure 20 illustre le principe. Généralement on s'arrange pour décaler latéralement le front d'onde sans en changer sa forme et les composants optiques utilisés dans l'interféromètre sont souvent des lames séparatrices semi-réfléchissantes.

Figure 20 : Principe des interféromètres différentiels [zoom...]

Notons le front d'onde en dans le plan de l'écran. Le front décalé latéralement suivant , par exemple, d'une quantité s'écrit simplement . La différence de phase optique produite par les interférences des deux fronts d'ondes est donnée par :

Compte tenu de la définition mathématique de la dérivée, la différence de phase s'écrit également

Ainsi l'information contenue dans l'interférogramme est relative à la dérivée du front d'onde dans la direction du décalage latéral ; elle est donc liée à la pente du front d'onde dans la direction du décalage.

Il existe plusieurs architectures expérimentales pour réaliser un interféromètre à décalage latéral []. Une façon simple consiste à utiliser un interféromètre de type Mach-Zehnder dans lequel on a ajouté deux lames de verre à faces planes et parallèles insérées chacune dans un des bras de l'interféromètre. Si les deux lames sont parfaitement parallèles, les deux fronts d'ondes ressortent de l'interféromètre parfaitement superposés et on observe une teinte plate, la différence de phase étant nulle. En revanche, si on bascule la lame n°1, par exemple, d'un angle , le front d'onde n°1 se trouve décalé latéralement de après traversée de la lame. Les deux fronts d'onde interfèrent alors sur un mode différentiel. La quantité est ajustable en fonction de l'angle de basculement de la lame. En effet, pour des angles petits, le décalage latéral est donné par :

Figure 21 : Exemple d'architecture d'interféromètre différentiel [zoom...]

Il existe d'autres solutions expérimentales pour réaliser un interféromètre différentiel. Pour tout complément d'information, le lecteur est invité à se reporter à la référence [].

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