Alineacion de instrumentos opticos

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Alineación de Componentes Ópticos

Mejía Romero, Sergio.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, (INAOE)
Apartado Postal 23, Tonantzintla, Puebla.
e-mail: smejia@inaoep.mx,
Entregado el 3 de Febrero 2010;

En esta práctica, se pretende familiarizar al alumno con el proceso de alineación de los instrumentos ópticos y el láser, empleando como objetivo el montajeexperimental del interferómetro de Mach-Zehnder, para que de esta manera el estudiante puedan alinear sin problema y con mayor destreza cualquier arreglo que se le pida y/o que se requiera en futuras prácticas.



1. Introducción

La alineación de un sistema cualquiera que sea su objetivo, es de suma importancia tanto para tener los resultados deseados tanto para repetir un experimento o para eldesarrollo de un nuevo experimento.

El interferómetro de Mach-Zehnder es una variante del interferómetro de Michelson, pero la diferencia es que mientras uno modula el patrón de interferencia, el Mach-Zehnder es modulado por la fase que es modificada por el camino óptico.
El arreglo que se pidió para esta práctica fue, mediante un láser He-Ne de 633nm el cual se hizo pasar por un expansor de 40X ycolimarlo, hacia un interferómetro de Mach-Zehnder.
El patrón obtenido se magnifico por medio de una lente positiva pudiendo observar así el patrón de interferencia de tal modo que pudiese ser captado por una cámara fotográfica digital, verificando con esto, la correcta alineación del sistema.
Interferómetro Mach-Zehnder.
El interferómetro Mach-Zehnder, es un variante del interferómetro deMichelson pero a diferencia de este, el Mach-Zehnder es modulado por fase, mientras que el otro es modulado por frecuencia
El interferómetro de Mach-Zehnder pertenece, al igual que el de Michelson, a la familia de los interferómetros de doble haz. Se basa en el siguiente principio:
El haz de luz coherente que proviene de una fuente única es dividido en dos partes por un dispositivo óptico.
Estoshaces parciales atraviesan luego distintos caminos, son desviados por espejos y vueltos nuevamente a combinar mediante otro dispositivo óptico, interfiriendo entre sí. Debido a la interferencia de las ondas de luz se produce una figura de interferencia.
Ahora bien, si varía la longitud del camino óptico (esto es, el producto del índice de refracción por el camino geométrico) para uno de estos hacesparciales, entonces éste experimenta un corrimiento de fase en relación con el haz no perturbado. Como resultado, se modifica la imagen de interferencia, en base a lo cual pueden obtenerse algunas conclusiones respecto de la variación de la longitud del camino óptico.

A diferencia del interferómetro de Michelson, los haces de luz no son reflejados en sí tras haber sido divididos, sino quetransitan caminos propios hasta que se vuelven a combinar.

La puesta a punto de un interferómetro de Mach-Zehnder se presenta más dificultosa que la de un interferómetro de Michelson. Por ello, antes del montaje de un interferómetro de Mach-Zehnder es recomendable hacer experiencias con el de Michelson.
El diagrama del interferómetro es el siguiente:

M₁
E₂
E₁

B

B
Haz

M₂

Fig.1 Diagrama delinterferómetro de Mach-Zehnder, donde se tienen dos puntos de observación, E₁ y E₂, B son divisores de haz, correspondientemente M₁ y M₂ son espejos.

2. Alineación del Láser.

Un láser (de la sigla inglesa LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, laemisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados.
Dado que son móviles hay que alinearlos o ponerlos en la posición deseada, para ello se describe un método de alineación sencilla pero con buenos resultados.
Lo que colocamos primero fue la base del láser. En la base del laser se encuentran tornillos que...
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