Air-wedge shearing interferometer
એર-વેજ શીઅરિંગ ઇન્ટરફેરોમીટર કદાચ સૌથી સરળ પ્રકારનું ઇન્ટરફેરોમીટર છે જે પરીક્ષણ પદાર્થ દ્વારા પ્રસાર પછી તરંગના આગળના ભાગની વિક્ષેપની કલ્પના કરવા માટે રચાયેલ છે. આ ઇન્ટરફેરોમીટર બે ઓપ્ટિકલ કાચની સપાટીઓ વચ્ચે પાતળા વેજ્ડ એર-ગેપના ઉપયોગ પર આધારિત છે અને બિન-સુસંગત સફેદ પ્રકાશ સાથે પણ વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ પ્રકાશ સ્રોત સાથે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. સેટઅપ એર-વેજ શીઅરિંગ ઇન્ટરફેરોમીટરનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે અને તેમાં વર્ણવેલ પ્રયોગોના સમૂહમાં તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ ઇન્ટરફેરોમીટરમાં બે ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ વેજ (~ 2-5-ડિગ્રી) હોય છે, જે એક સાથે ધકેલાય છે અને પછી પાતળા એર-ગેપ વેજ બનાવવા માટે એક બાજુથી સહેજ અલગ પડે છે. આ એર-ગેપ ફાચરનો એક અનોખો ગુણધર્મ છેઃ તે ખૂબ જ પાતળો (માઇક્રોમીટર સ્કેલ) છે અને તેમાં સંપૂર્ણ સપાટતા (~ λ/10) છે. એર-વેજ ઇન્ટરફેરોમીટર (Fig.1) માંથી ચાર લગભગ સમાન તીવ્રતાના ફ્રેસ્નલ રિફ્લેક્શન (~ 4 ટકા રીફ્રેક્શન ગુણાંક 1.5 માટે) છેઃ પ્રથમ ગ્લાસ બ્લોકની બાહ્ય સપાટીથી પ્રથમ ગ્લાસ બ્લોકની આંતરિક સપાટીથી બીજા ગ્લાસ બ્લોકની આંતરિક સપાટીથી બીજા ગ્લાસ બ્લોકની બાહ્ય સપાટીથી બીમ 1-2 અને 3-4 વચ્ચેનો કોણ બિન-એડજસ્ટેબલ છે અને તે ફક્ત ગ્લાસ વેજના આકાર પર આધાર રાખે છે. 2-3 બીમ વચ્ચેના ખૂણાને હવા-પાંખના ખૂણામાં ફેરફાર કરીને સરળતાથી ગોઠવવામાં આવે છે. એર-વેજ અને ઇમેજ પ્લેન વચ્ચેનું અંતર 2 માંથી 1 અને 4 થી 3 પ્રતિબિંબને અવકાશી રીતે અલગ કરવા માટે પૂરતું લાંબુ હોવું જોઈએ. ઇમેજ પ્લેનમાં બીમ 2 અને 3 નું ઓવરલેપ ઇન્ટરફેરોગ્રામ બનાવે છે. સંરેખણ છબીના વિચલનોને ઘટાડવા માટે કાચની પાંખની કોણ સપાટીને હવા-પાંખની કોણ સપાટી પર ઓર્થોગોનલ મૂકવી પડે છે. કારણ કે કાચની સપાટી પરથી ફ્રેસ્નલ પ્રતિબિંબની તીવ્રતા ધ્રુવીકરણ અને કોણ આધારિત હોય છે, તેથી ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટલી પ્રેરિત તીવ્રતાના તફાવતને ઘટાડવા માટે એર-વેજ પ્લેનને ઇન્સિડેન્ટ બીમ (±5ડિઇજી) ને લગભગ લંબરૂપ રાખવું જરૂરી છે. એર-વેજ ઇન્ટરફેરોમીટરને ઇમેજિંગ ઓપ્ટિક્સ સાથે જોડતી વખતે આ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. એર-વેજ ઇન્ટરફેરોમીટરની ડિઝાઇન ખૂબ જ સરળ છે અને તેમાં માત્ર 2 પ્રમાણભૂત બીકે 7 ગ્લાસ વેજ અને 1 મિરર હોલ્ડર (Fig.3) ની જરૂર પડે છે. એપ્લિકેશન્સ તેના અત્યંત પાતળા એર-ગેપને કારણે, એર-વેજ ઇન્ટરફેરોમીટરને ફેમ્ટો-સેકન્ડ હાઇ-પાવર લેસરો સાથેના પ્રયોગોમાં સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું. આકૃતિ 4 વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં હે જેટ સાથે લેસરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો ઇન્ટરફેરોગ્રામ દર્શાવે છે. પ્રોબિંગ બીમ ~ 500-fs સમયગાળો અને ~ 1-μm તરંગલંબાઇ ધરાવે છે. આ ખૂબ જ ટૂંકા સુસંગતતા લંબાઈના લેસર બીમમાંથી પણ એર-વેજ ઇન્ટરફેરોગ્રામ સ્પષ્ટ, ઉચ્ચ-વિપરીત દખલ રેખાઓ દર્શાવે છે. ફાયદા એર-વેજ શીઅરિંગ ઇન્ટરફેરોમીટર ક્લાસિકલ શીઅરિંગ ઇન્ટરફેરોમીટર જેવું જ છે પરંતુ માઇક્રોમીટર જાડું છે, બિન-સુસંગત સફેદ પ્રકાશ સાથે પણ વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ પ્રકાશ સ્રોત સાથે કામ કરી શકે છે, એડજસ્ટેબલ કોણીય બીમ સ્પ્લિટ ધરાવે છે અને પ્રમાણભૂત સસ્તા ઓપ્ટિકલ તત્વોનો ઉપયોગ કરે છે. પ્લેન-કોન્કેવ લેન્સ દ્વારા બીજા ગ્લાસ વેજને બદલવાથી, લેટરલ-શીઅરિંગ એર-વેજ ઇન્ટરફેરોમીટરને રેડિયલ-શીઅરિંગ ઇન્ટરફેરોમીટરમાં ફેરવવામાં આવશે, જે કેટલાક ચોક્કસ ઉપયોગો માટે મહત્વપૂર્ણ છે. સંખ્યાબંધ પ્રાથમિક ઓપ્ટિક્સ પાઠ્યપુસ્તકોમાં બે પ્લેન-પેરેલલ કાચની પ્લેટ વચ્ચે એર-વેજમાંથી દખલગીરીનો સિદ્ધાંત વર્ણવવામાં આવ્યો છે. પરંતુ આ "શાસ્ત્રીય" એર-વેજ ગોઠવણીનો ઉપયોગ ક્યારેય ફિલ્ડ વિઝ્યુલાઇઝેશન સાથે ઇન્ટરફેરોમેટ્રી માટે કરવામાં આવ્યો નથી કારણ કે ઇમેજ પ્લેનમાં તમામ ચાર પ્રતિબિંબિત બીમ ઓવરલેપ થાય છે. આ લેખમાં વર્ણવેલ ડિઝાઇન આ અવરોધને દૂર કરે છે અને વિઝ્યુલાઇઝેશન ફિલ્ડ ઇન્ટરફેરોમેટ્રી સાથે વ્યવહારુ કાર્યક્રમો માટે એર-વેજ ઇન્ટરફેરોમીટરને અસરકારક બનાવે છે. આ પણ જુઓ ઇન્ટરફેરોમીટરના પ્રકારોની યાદી શિયરિંગ ઇન્ટરફેરોમીટર સંદર્ભો ઇન્ટરફેરોમીટર