Эшелон Майкельсона

Эшело́н Ма́йкельсона, многолучевой интерференционный оптический прибор, обладающий высокой разрешающей способностью. Эшелон Майкельсона представляет собой стопу стеклянных или кварцевых плоскопараллельных пластин одинаковой толщины, сжатых в виде «лестницы» со ступеньками равной высоты ${\displaystyle d}$ (рис.). Точность изготовления плоскостей пластинок, их параллельность и толщина должны быть порядка ${\displaystyle \displaystyle {\frac {1}{50}}\lambda }$ (${\displaystyle \lambda }$ – длина волны). Толщина пластинок может быть около 5–10 мм или меньше, число пластинок варьируется от 25 до 30. Впервые изготовлен А. А. Майкельсоном в 1898 г. Используется как диспергирующий элемент в спектральных приборах.

Параллельный пучок света ${\displaystyle S}$ при падении на эшелон Майкельсона разделяется на несколько лучей (по числу пластин), которые проходят разные пути в пластине и на краях всех ступеней испытывают дифракцию. Дифрагированные под определёнными углами ${\displaystyle \varphi }$ лучи, интерферируя между собой, подобно лучам в дифракционной решётке, формируют соответствующие максимумы и минимумы в распределении интенсивности прошедшего излучения. В отличие от дифракционной решётки, геометрическая разность хода двух соседних лучей в эшелоне Майкельсона составляет десятки тысяч длин волн, а число этих лучей не превышает 30–40. Разрешающая способность спектральных приборов с эшелоном Майкельсона чрезвычайно высока (порядка ${\displaystyle 3\cdot 10^{5}}$); их используют для анализа очень узких (шириной 0,01–0,02 нм) участков спектра с предварительной монохроматизацией излучения.

Кроме прозрачных эшелонов Майкельсона, существуют отражательные модификации таких приборов; при их изготовлении на ступеньки эшелона Майкельсона наносится отражающий слой. Эти приборы были предложены в 1933 г. Д. Вильямсом и называются обычно эшелонами Майкельсона – Вильямса. Эшелон Майкельсона – Вильямса состоит из ряда пластин из плавленого кварца. Специальная обработка пластин позволяет добиться оптического контакта. В результате получается, что всё устройство как бы вырезано из одного куска плавленого кварца. Разрешающая способность отражательных эшелонов Майкельсона – Вильямса примерно в 4 раза выше, чем у прозрачных эшелонов Майкельсона. Обычно они используются в ИК-, микроволновой и миллиметровой областях спектра, в которых требования к точности изготовления пластин заметно снижаются.