ACOUSTIC INTERFEROMETRY IN LIQUID HELIUM FILMS

Résumé
On a transformé une méthode de détection optique du paramagnétisme dans les solides en un spectromètre à phonons acoustiques pouvant travailler en balayage entre 10 et 300 GHz avec une résolution spectrale de 80 MHz et une grande sensibilité. La détection d'ondes acoustiques stationnaires dans des films d'hélium liquide adsorbés sur es surfaces de clivage de CaF₂ dopés par 0,02 mole pour cent de thulium divalent comme ions paramagnétiques, est l'une des applications de cette technique. En effet, ceci a permis l'utilisation aux longueurs d'ondes acoustiques comprises entre 40 et 120 Å (20-60 GHz) d'un interféromètre de Fabry-Perot acoustique à balayage, dans l'hélium liquide. La détermination précise des épaisseurs de films ainsi obtenue a fourni les meilleures mesures du potentiel de van der Waals. En utilisant le système en tant qu'interféromètre de Fabry-Perot modulé, on a pu mesurer la dispersion de la vitesse de phase du son dans l'hélium liquide et montrer qu'elle est positive à 1,36 °K. De plus on a pu mesurer le déphasage à l'interface cristal hélium.

Abstract
Optical detection of paramagnetism in solids has been developed into an acoustic phonon spectrometer capable of scanning from 10 to over 300 GHz with an 80 MHz spectral resolution and high sensitivity. One application of this technique has been the detection of simple acoustic standing waves across films of liquid helium adsorbed on cleaved surfaces of CaF² containing divalent thulium as the paramagnetic ion. In effect this has allowed a scanning acoustic Fabry-Perot interferometer to be operated at acoustic wavelengths of 40-120 Å in liquid helium. The precise determination of the film thickness this provides has produced the best measurements of the van der Waals potential. Operating the system as a modulated Fabry-Perot has enabled the dispersion of the phase velocity of sound in liquid helium to be measured and shown to be positive. In addition it has been possible to measure the phase shift introduced at the crystalliquid helium interface.