Utente:Fede Bandi 91/Sandbox

Set-up di un interferometro a retro-iniezione con diodo laser e fotodiodo di monitor integrato

L'interferometria laser a retroinizione o self-mixing è una tecnica interferometrica in cui parte della luce riflessa da un bersaglio vibrante viene riflessa nella cavità del laser, causando una modulazione sia in ampiezza che in frequenza del fascio ottico emesso. In questo modo il laser diventa sensibile alla distanza percorsa dal fascio riflesso diventando così un sensore di distanza, di velocità o di vibrazione. Il vantaggio rispetto ad un sistema di misura tradizionale è un costo più contenuto grazie all'assenza delle ottiche di collimazione e di fotodiodi esterni.

Interferometria a retroiniezione

Successivamente allo sviluppo delle classiche configurazioni interferometriche esterne (interferometro di Michelson e di Mach Zehnder) che erano costituite da lenti, beam splitter, specchi e corner cube venne investigata la possibilità di realizzare un sistema molto più semplice e compatto. A partire dagli anni '80 questa nuova configurazione detta a retroiniezione o self-mixing inizia ed essere esplorata e appaiono nella letteratura scientifica applicazioni basate sull'effetto di retroiniezione in diodi laser commerciali.

Tipico segnale interferometrico a frange

In questa tipologia di configurazione interferometrica si sfrutta il fatto che una piccola frazione della luce emessa da un laser, dopo essere stata riflessa da un bersaglio, viene reiniettata nella cavità laser, dove si realizza una sorta di rivelazione coerente della radiazione: la potenza emessa dal laser risulta infatti modulata sia in ampiezza che in frequenza dando origine ad un segnale interferometrico. Questo segnale è una funzione periodica della fase $\Phi$ del campo retro diffuso, secondo la relazione:

$\Phi =2ks_{0}=2{\frac {2\pi }{\lambda }}s_{0}$

essendo $k$ il numero d'onda e $s_{0}$ la distanza fisica tra la sorgente laser e il bersaglio. Se viene imposto al bersaglio uno sfasamento di un intero periodo, cioè di $\Delta \Phi$=$2\pi$, si ottiene un $\Delta {\text{s}}$=${\tfrac {\lambda }{2}}$. Se sullo schermo dell'oscilloscopio viene visualizzata un'intera frangia interferometrica, allora lo sfasamento dovuto al movimento del bersaglio è $2\pi$, cioè $\lambda$/$2$. In questo modo dal semplice conteggio del numero di frange visibili, è possibile calcolare sia l'ampiezza che il verso dello spostamento con una risoluzione di $\lambda$/$2$.