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Concept
Interféromètre de Michelson
Résumé
vignette|upright=2|Exemple d'interféromètre de Michelson présent dans les laboratoires de l'Institut d'Optique.
L'interféromètre de Michelson (parfois appelé simplement « Michelson » par métonymie) est un dispositif optique inventé par Albert Abraham Michelson et Edward Morley qui produit des interférences par division d'amplitude (mais aussi par division du front d'onde dans le cas d'une source ponctuelle). Il est constitué essentiellement de deux miroirs et d'une lame semi-réfléchissante. Les deux configurations possibles d'utilisation sont la configuration en lame d'air et celle en coin d'air.
L'interféromètre de Michelson est constitué de deux miroirs M1 et M2 et d'une lame semi-réfléchissante appelée séparatrice. Ces trois éléments sont orientables et M2 est déplaçable par translation (pour ajuster la distance notée d sur le schéma)
Sur le schéma ci-contre, qui modélise un Michelson utilisé en lame d'air, la source de lumière envoie un rayon (d'intensité I) vers la lame séparatrice. Ce rayon est divisé en deux rayons (bleu et vert) d'intensité I/2. M1' représente l'image du miroir M1 par la séparatrice, donc symétrique par rapport à celle-ci ; le trait pointillé bleu représente donc un trajet virtuel équivalent au trajet réel de la lumière vers le miroir M1. La différence de longueur d des bras de l'interféromètre induit une différence de marche entre les deux rayons égale à 2d.
Dans la configuration en lame d'air, si l'inclinaison du rayon par rapport à la normale de la lame (ici 0°) vaut i, la différence de marche vaut (en l'occurrence ).
Dans la pratique, la lame séparatrice possède une certaine épaisseur. Et la face semi-réfléchissante est la face du côté d'entrée de la lumière. Alors que le rayon vert ne la traverse qu'une fois, le rayon bleu la traverse trois fois. Cette traversée induit une différence de marche supplémentaire.
Pour corriger cela, on place sur le chemin du rayon violet et vert (c’est-à-dire légèrement en haut et à gauche de la séparatrice) une lame dite compensatrice qui doit être de même indice de réfraction et de même épaisseur que la séparatrice, parfaitement parallèle à celle-ci.
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