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RÉSUMÉ
L'interférométrie optique utilise le phénomène d'interférences entre deux faisceaux de lumière spatialement séparés. Ces cinquante dernières années ont vu un spectaculaire regain d'intérêt grâce à l'avènement des lasers, nouvelles sources cohérentes elles-mêmes constituées de l'un de ces interféromètres, dit à ondes multiples, beaucoup plus sensible mais à un seul axe : le Fabry-Perot. Peut-on garder en même temps la séparation spatiale et les ondes multiples dans un seul appareil ?
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INTRODUCTION
L'interférométrie optique utilise le phénomène d'interférences entre deux faisceaux de lumière spatialement séparés. Ces cinquante dernières années ont vu un spectaculaire regain d'intérêt grâce à l'avènement des lasers, nouvelles sources cohérentes elles-mêmes constituées de l'un de ces interféromètres, dit à ondes multiples, beaucoup plus sensible mais à un seul axe : le Fabry-Perot. Peut-on garder en même temps la séparation spatiale et les ondes multiples dans un seul appareil ?
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3. Propriétés et performances du Jamin-Fabry-Perot
Le schéma du premier interféromètre Jamin-Fabry-Perot réalisé dans le groupe de physique des lasers de l'université de Rennes-1 est représenté sur la figure 6.
La source injectée dans l'interféromètre est un laser hélium-néon construit au laboratoire, qui oscille dans l'infrarouge sur la raie 3,39 µm du néon. Ce laser, polarisé linéairement, est monomode longitudinal et oscille sur le mode fondamental gaussien TEM00. La séparation spatiale des deux axes de l'interféromètre est réalisée grâce à deux cristaux biréfringents de rutile C1 et C2 (figure 6). Ils sont tous les deux montés sur des platines de rotation à 3 axes, permettant de régler les faces des cristaux biréfringents perpendiculairement au faisceau infrarouge incident. La polarisation incidente est injectée à travers un polariseur P à 45˚ des axes neutres (x, y) des deux cristaux de telle façon qu'ils se comportent comme un interféromètre de Jamin polarisé. Les cristaux de rutile ont une longueur de 18,5 mm, permettant de séparer les deux faisceaux de polarisation perpendiculaires de 2,5 mm. Enfin, pour diminuer les pertes optiques, les faces des cristaux sont traitées antireflet.
Cet interféromètre de Jamin polarisé est inséré dans une cavité Fabry-Perot constituée de deux miroirs identiques de rayons de courbure 250 mm et de coefficients de réflexion R = 94 %. La longueur de la cavité est ajustée pour que la cavité soit confocale, c'est-à-dire que sa longueur soit égale aux rayons de courbure des miroirs, soit 250 mm. La taille du mode fondamental (rayon du faisceau gaussien) au milieu de la cavité est alors w0 = 0,37 mm. Compte tenu de l'écart entre les deux faisceaux, les deux bras de l'interféromètre sont donc bien séparés. Une photo d'une partie du dispositif expérimental est montrée sur la figure 7.
Pour mettre en évidence les principales propriétés de cet interféromètre Jamin-Fabry-Perot vectoriel, le faisceau de sortie est analysé à travers un second polariseur linéaire A (figure 6). L'un des miroirs de la cavité est monté sur une céramique piézo-électrique. En appliquant une tension en dents de scie sur cette céramique,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(5) - VALLET (M.), BRETENAKER (F.), LE FLOCH (A.), LE NAOUR (R.), OGER (M.) - The Malus Fabry-Perot interferometer - . Optics Communications, 168, 423-443 (1999).
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(6) - ZAVATTINI (E.), coll - Experimental observation of optical rotation generated in vacuum by a magnetic field - . Phys. Rev. Lett., 96, 110406 (2006).
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