Technische Universiteit Delft

Interferometrie
3 februari 2004 | 10.30 uur
hr. J.L.M. Nijholt | natuurkundig ingenieur.

Promotor | Prof.dr.ir. P.G. Bakker (fac LR)

A real time Michelson interferometer for quantitative refractive index profile measurements

Bij de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de Technische Universiteit Delft (vakgroep Aerodynamica) is een real-time interferometer ontwikkeld voor het kwantitatief meten van instationaire tweedimensionale brekingsindexprofielen. De interferometer is algemeen toepasbaar voor het meten van dichtheden in transparante media, bijvoorbeeld ten behoeve van onderzoek naar warmtetransport, mixing van vloeistoffen en diffusie. Het toekomstige doel is het meten van de dichtheid in compressibele stromingen rond modellen in een windtunnel, bijvoorbeeld van een vliegtuigvleugel. Een interferometer meet de verstoring van het golffront van een geëxpandeerde laserbundel als gevolg van een passage door een brekingsindexprofiel. Hierdoor heeft interferometrie een aantal voordelen t.o.v. andere gangbare technieken om luchtstromingen te meten (Pitot buizen, hot wires, Particle Image Velocimetry): de stroming wordt niet verstoord door het meetinstrument, er hoeven geen deeltjes (rook) te worden toegevoegd aan de stroming en het geeft een totaalbeeld over een heel meetoppervlak. De real time interferometer is een fasegestapte Michelson interferometer met drie kanalen. Fasegestapte interferometrie is robuust en geschikt voor het meten rond modellen in windtunnels. Door de aanwezigheid van drie kanalen kunnen alle benodigde interferogrammen om de brekingsindex te berekenen simultaan worden opgeslagen. Hierdoor is het mogelijk geworden instationaire brekingsindexprofielen te meten als functie van de tijd. De tijdresolutie van de huidige laboratoriumopstelling is 25Hz (video rate), de integratietijd is 10-4s. Het meetoppervlak is ongeveer 14 x 10.5mm maar kan eenvoudig worden vergroot. De rms meetfout is afhankelijk van de configuratie van de brekingsindex. Onder de aanname dat het medium lokaal lineair is gestratificeerd zal de meetfout van de orde 5% van 2p rad zijn bij aanwezigheid van een kleine gradiënt in de brekingsindex en van de orde 12% van 2p rad bij aanwezigheid van een grotere gradiënt (maximaal 78 fringes).

Voor verder lezen:

* Design of a Michelson interferometer for quantitative refraction index profile measurements by J.L.M Nijholt, 1998

* Envisat - MIPAS : the Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding; an instrument for atmospheric chemistry and climate research ed. by R.A. Harris, 2000

Voor informatie:

Sanden, M.C.A. van der M.C.A.vanderSanden@tudelft.nl