8-Interféromètre de Michelson

Interféromètre de Michelson

Un interféromètre de Michelson est un appareil constitué essentiellement de:
- deux miroirs plans: M₁ mobile et M₂ fixe;
- une lame à faces parallèles séparatrice Ls semi-réfléchissante inclinée à 45°: elle divise l’amplitude de l’onde incidente;
- une lame compensatrice L_c de même nature et même épaisseur que L_s: elle compense les différences de marche optiques supplémentaires lors des réflexions sur L_s.
L’interféromètre de Michelson permet de réaliser aisément une lame d’air à faces parallèles ou une lame coin d’air. C’est l’un des instruments les plus importants en optique et en spectroscopie.

La figure représente le schéma de principe de cet interféromètre travaillant en lame d’air à faces parallèles. Cette situation est obtenue lorsque les deux miroirs M₁ et M₂ sont parfaitement perpendiculaires et leur distance à la lame séparatrice est différente, c’est-à-dire: |OO1 - OO2| = e ≠ 0. La lame d’air d’épaisseur e est limitée par M₂ et l’image M₁’ de M₁. En effet, la lumière issue de S se sépare par L_s en un rayon transmis (1) et un rayon réfléchi (2). Ces deux rayons se réfléchissent sur les miroirs. Les rayons qui sortent de l’interféromètre sont parallèles, ils se superposent à l’infini: les franges sont des anneaux. Tout se passe donc comme si on a une lame d’air à faces parallèles: le rayon R₂ semble provenir de la réflexion sur l’image M₁’.