تداخل سنجی با فریزهای جای ناگزیده
چکیده
در اپتیک از تحلیل فریزهای تداخلی، توزیع فاز و به طورکلی اختلاف راه نوری دو موج تداخلی را می توان محاسبه کرد. فریزهای تداخلی را می توان به دو دسته فریزهای جای گزیده و جای ناگزیده تقسیم بندی کرد، که در متون اپتیکی فریزهای نوع اول به خوبی بررسی شده اند. ولی فریزهای دسته دوم بسیار کم مورد بررسی قرار گرفته اند. با تحلیل این فریزها در فضا می توان اطلاعات بیشتری از دو موج تداخلی به دست آورد، و به عنوان مثال می توان در حالت هایی که استفاده از یک جبهه موج مرجع امکان پذیر نیست و یا دقت آن قابل تعیین نیست، از این روش به عنوان یک جای گزین استفاده کرد و نیاز به جبهه موج مرجع را برطرف کرد. در این پایان نامه، فریزهای جای گزیده و جای ناگزیده معرفی شده اند و روش های تحلیل فریز های جای ناگزیده در سه بعد بررسی شده است. هم چنین تیغه تخت موازی تحت تابش چشمه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است و دقت آن برای اندازه گیری و تعیین توزیع فاز بررسی شده است. هم چنین با استفاده از روش دیگری، فریزهای ناشی از تیغه تخت موازی تحت تابش یک چشمه نقطه ای بررسی شده است و سعی شده فاصله چشمه تا صفحه مشاهده با استفاده از این روش تعیین شود. این بررسی هم به صورت شبیه سازی و هم به صورت تجربی انجام شده است. هم چنین در آزمایشگا ه های اپتیک به ابزار های دقیقی برای ایجاد جابه جایی های زیر میکرونی نیاز است (مثلاً در روش جابه جایی فاز)، که به همین منظور، یک جابه جاگر مکانیکی زیرمیکرونی طراحی و ساخته شده است. سعی شد از روش تعیین فاصله چشمه نقطه ای برای درجه بندی گام های این جابه جاگر، استفاده شود، ولی براساس نتایج به دست آمده، دقت نسبی این روش از مرتبه $ 1\% $ است، که باعث شد این روش نتواند برای این منظور استفاده شود و در نهایت برای درجه بندی جابه جاگر از روش ردیابی ذره استفاده شد. هم چنین در این پایان نامه روشی عددی برای بازسازی دو جبهه موج تداخلی ارائه شده است که برای این منظور فریزهای جای ناگزیده این دو جبهه موج تداخلی در دو مقطع مختلف از انتشار مورد بررسی قرار می گیرد و با استفاده از روشی برپایه تکرار، توزیع فاز های دو جبهه موج تداخلی تعیین می شود. این روش نیز هم به صورت شبیه سازی و هم تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج شبیه سازی، دقت این روش از مرتبه $ dfrac{lambda}{10} $ است. تداخل سنج چینشی یکی از انواع تداخل سنجی است که فریزهای جای ناگزیده تولید می کند. در این پایان نامه سعی شده است، با استفاده از این تداخل سنج نمایه ضریب شکست قطعات نوری مانند میکروکره ها و تارهای نوری تعیین شود. برای این منظور از دو روش مختلف برای ایجاد چینش عرضی استفاده شده است و نتایج ناشی از این دو روش با هم مقایسه شده و مزایا و معایب هر روش مورد بررسی قرار گرفته است.