Redzamās gaismas interferometra izveide un tā veiktspējas raksturošana pjezoelektrisku materiālu pētniecībai

Abstract

Tradicionālais Maikelsona interferometrs ļauj nomērīt attāluma izmaiņas starp tā gaismas pleciem ar izšķiršanu λ/4, kur λ – lietotais gaismas viļņa garums, sekojot interferences ainai detektora plaknē. Laboratorijas apstākļos izšķiršanas spēja interferometram var būt pat ~0.0001 Å, bet tā sasniegšanai jāsamazina apkārtējās vides trokšņi, jāizmanto ātri detektori un jāveic specifiska signālu apstrāde. Šajā darbā ir izveidots Maikelsona interferometrs, kuru pielieto pjezoelektrisku materiālu pētniecībai. Darbā aprakstītā interferometra konstrukcija ļauj iegūt stabilu interferences ainu, kas ir priekšnoteikums mazu pārvietojumu mērīšanai. Tiek salīdzināta digitālās mikroskopa kameras un fotodiodes detektoru darbība interferences signālu reģistrēšanai, to apstrādei un interpretācijai gan temporālās, gan telpiskās izšķiršanas spējas rakursā.

The traditional Michelson interferometer enables measurement of the distance changes between its optical arms with a resolution of λ/4, where λ is the wavelength of the light used, by analyzing the interference pattern at the detector plane. In laboratory conditions, resolution of the interferometer can reach ~0.0001 Å, but to achieve this, it is required to reduce the ambient noise, use fast detectors and specific signal processing. This work presents a Michelson interferometer designed for piezoelectric research. Its construction ensures a stable interference pattern, essential for measuring small displacements. The performance of a digital microscope camera and a photodiode detector is compared in terms of signal registration, processing and interpretation, considering both temporal and spatial resolution.