Design, konstruktion och utvärdering av optisk interferometer

Abstract

Detta arbete har utförts med syftet att designa, konstruera och utvärdera en optisk interferometer. Denna ska sedan ha tillräckligt god upplösning för att kunna mäta oscillerande rörelser hos nanomekaniska resonatorer. Interferometern bygger på balanserad homodyn detektering med en Nd:YAG 1064 laser. Den konstruerades och justerades för att få maximal interferens. Utvärderingen av interferometern utfördes sedan genom mätning av strålprofiler, den interferometriska synligheten samt bruset. Strålprofilen visade sig vara nära en Gaussisk fördelning och den interferometriska synligheten mättes till 90 % och 95 % för respektive arm. Det uppmätta brusspektrumet visade att det klassiska bruset inte fullständigt reducerades för frekvenser under 1 kHz. Efter att dessa frekvenser togs bort kunde skottbrusets karakteristik observeras. Resultaten bedöms vara tillräckligt bra för att den ska kunna användas i syfte att mäta oscillerande rörelser hos nanomekaniska resonatorer. Genom att förbättra strålgången och balansera interferometern bättre förväntas dock den interferometriska synligheten kunna bli ännu bättre och det klassiska bruset reduceras mer. För att vidareutveckla interferometern kan ett piezoelement installeras för att stabilisera strålgången. En vakuumkammare bedöms även vara en bra vidareutveckling för projektet då den skulle minimerar bruset som uppkommer vid mätningar på nanomekaniska resonatorer.