TP OPTIQUE 4 : INTERFEROMETRE DE
MICHELSON

B. AMANA et J.-L. LEMAIRE

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INTERFEROMETRE DE MICHELSON
Se référer au cours d'optique de L1, L2 ou de Licence.
I- PRINCIPE DE L'INTERFEROMETRE DE MICHELSON
1) Schéma de base
M1
d
M'2
a source b

M2 oeil Figure I-1.
La séparation de l'onde issue de la source S en deux ondes S1 et S2 est réalisée par une couche métallisée (ab) semi-transparente qui joue le rôle de lame séparatrice. La différence des trajets optiques OM1O et OM2O correspond à la différence de marche: δ = 2 (OM1-OM2) δ = 2 (OM1-OM'2)

M'2 étant l'image de M2 dans (ab), on peut ainsi montrer que le phénomène observé est le même que celui qui serait obtenu avec une lame d'air limitée par les deux plans M1 et M'2.

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2) Réalisations pratiques
La couche métallisée (ab) étant déposée sur un support de verre, les diverses réflexions (air/verre) ou (verre/air) introduisent une différence de marche supplémentaire de λ/2. Par ailleurs, la traversée du support de verre de la séparatrice par les rayons lumineux introduit une différence de marche parasite qui doit être compensée par une seconde lame rigoureusement identique à la précédente (indice, épaisseur, inclinaison) mais sans métallisation.
Deux types de construction sont couramment utilisés:

M2

a s

source

c

M1

b

M'2

récepteur

M'1

M1

a s source

c

b
M2
récepteur

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Figure I-2 a et b
C'est celui correspondant à la figure 2 qui sera utilisé pour cette manipulation. On peut pour cette manipulation utiliser soit une source monochromatique soit une source polychromatique. Les expériences faites dans ce TP le seront à l'aide d'un laser Hélium-Néon à 632,8 nm.
II- SOURCE PONCTUELLE MONOCHROMATIQUE (laser Hélium-Néon)
II.1. Cas des miroirs M1 et M2 équidistants de O. (OM1 = OM2)

Figure II-1
Afin de déterminer les sources secondaires S1 et S2, considérons de proche en proche les images successives