Interferometrikus impulzus mérés

Balogh Renáta 
III. csillagász
Témavezető: Dr. Osvay Károly egyetemi docens
SZTE TTK Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék

Interferenciáról általános esetben akkor beszélünk, amikor két (vagy több) azonos frekvenciájú fényhullám megfelelő fázis- és polarizációs viszonyok mellett találkozik. Ebben az esetben a fényintenzitás térben modulálttá válik, maximum- és minimumhelyek jelennek meg. 
A kétsugaras interferencia egyik fontos, és leggyakrabban használt eszköze az ún. Michelson interferométer (MI). Az MI közel monokromatikus fény mellett például hosszúság- és fázisfront mérésre, véges sávszélességű fényt használva Fourier-spektroszkópiai vizsgálatokra, illetve nagy sávszélességű (fehér) fény használatával az egyik karba tett átlátszó minta csoporttörésmutatójának mérésére is alkalmazható. A közös ezekben a mérésekben, hogy a megfelelő kiértékeléshez legalább két (de sokszor több) interferenciakép vizsgálatára is szükség van. 
Ezzel szemben az un. spektrálisan bontott interferencia alkalmazásával, már egyetlen interferenciaképből információt kaphatunk a spektrális (hullámhosszfüggő) relatív fázisról. Ezt úgy képzelhetjük el, hogy az MI kimenetén keletkező interferenciaképet egy spektrométerrel felbontjuk. Az így létrejött két dimenziós (hullámhossz - tér) spektrogramból közvetlenül számíthatjuk az interferométer karjaiban terjedő fényimpulzus relatív spektrális fázisváltozását, amiből következtetni tudunk a két impulzus időtartamának relatív megváltozására, vagy a diszperzív közeg anyagi tulajdonságaira.
A kísérletek során fontos szempont, hogy azok tervezhetők, az eredmények jól kiértékelhetők legyenek. A feladatom az eljárás elméletileg elérhető legnagyobb pontosságának és alkalmazási körülményeinek megállapítása volt. A modellezés során a relatív fázis mérhetőségének határait vizsgáltam meg a két impulzus intenzitásarányainak, a CCD kamera különböző mértékű telítésének, valamint zajának figyelembevételével.
A vizsgálatot 750 nm – 850 nm hullámhossztartományban, 0,2 nm felbontásban, egy 8 bites CCD kamera modellezésével végeztem, mely zajának szimulálásához az Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék egy valós CCD kamerájának méréseit használtam fel.