Interferometro ottico, strumento per effettuare misurazioni precise per fasci di luce di fattori quali lunghezza, irregolarità superficiali e indice di rifrazione. Divide un fascio di luce in un numero di fasci che percorrono percorsi disuguali e le cui intensità, una volta riunite, si aggiungono o sottraggono (interferiscono l’una con l’altra). Questa interferenza appare come un modello di bande chiare e scure chiamate frange di interferenza. Le informazioni derivate dalle misurazioni delle frange vengono utilizzate per la determinazione precisa della lunghezza d’onda, la misurazione di distanze e spessori molto piccoli, lo studio delle linee dello spettro e la determinazione degli indici di rifrazione dei materiali trasparenti. In astronomia, gli interferometri sono usati per misurare le distanze tra le stelle e i diametri delle stelle.

Nel 1881 il fisico americano A. A. Michelson costruì l’interferometro utilizzato nell’esperimento Michelson-Morley. L’interferometro di Michelson e le sue modifiche sono utilizzati nell’industria ottica per testare lenti e prismi, per misurare l’indice di rifrazione e per esaminare i minimi dettagli delle superfici (microtopografie). Lo strumento è costituito da uno specchio semi-argentato che divide un fascio di luce in due parti uguali, una delle quali viene trasmessa a uno specchio fisso e l’altra riflessa a uno specchio mobile. Contando le frange create mentre lo specchio viene spostato, la quantità di movimento può essere determinata con precisione. Michelson ha anche sviluppato l’interferometro stellare, in grado di misurare i diametri delle stelle in termini di angolo, piccolo come 0,01″ di un arco, sotteso dai punti estremi della stella nel punto di osservazione.

Nel 1896 il fisico britannico Lord Rayleigh descrisse il rifrattometro ad interferenza di Rayleigh, ancora ampiamente utilizzato per determinare gli indici di rifrazione di gas e liquidi. È uno strumento a fascio diviso, come l’interferometro di Michelson. Un raggio serve come riferimento, mentre l’altro viene passato prima attraverso un materiale di indice di rifrazione noto e poi attraverso l’ignoto. L’indice di rifrazione dell’ignoto può essere determinato dallo spostamento delle sue frange di interferenza da quelle del materiale noto.

L’interferometro Fabry-Pérot (variable-gap interferometer) fu prodotto nel 1897 dai fisici francesi Charles Fabry e Alfred Pérot. Consiste di due piastre altamente riflettenti e strettamente parallele chiamate etalon. A causa dell’elevata riflettività delle placche dell’etalon, le successive riflessioni multiple delle onde luminose diminuiscono molto lentamente di intensità e formano frange molto strette e affilate. Questi possono essere usati per rivelare strutture iperfine in spettri di linea, per valutare le larghezze di linee spettrali strette e per rideterminare la lunghezza del metro standard.

L’interferometro di superficie Fizeau-Laurent (vedi Figura) rivela le partenze di superfici lucidate da un piano. Il sistema è stato descritto dal fisico francese A.-H.-L. Fizeau nel 1862 e adattato nel 1883 negli strumenti ora ampiamente utilizzati nell’industria ottica. Nel sistema Fizeau-Laurent, la luce monocromatica (luce di un solo colore) viene fatta passare attraverso un foro stenopeico e illumina un piano di riferimento e un pezzo direttamente sotto di esso. Il raggio di luce è perpendicolare al pezzo. Mantenendo un leggero angolo tra la superficie del pezzo e la superficie del piano di riferimento, frange di uguale spessore possono essere viste attraverso un riflettore posto sopra di esse. Le frange costituiscono una mappa di contorno della superficie del pezzo, consentendo ad un lucidatore ottico di vedere e rimuovere difetti e partenze dalla planarità.

L’interferometro Twyman-Green, un adattamento dello strumento Michelson introdotto nel 1916 dall’ingegnere elettrico inglese Frank Twyman e dal chimico inglese Arthur Green, viene utilizzato per testare lenti e prismi. Esso utilizza una sorgente puntiforme di luce monocromatica al fuoco di un obiettivo di qualità. Quando la luce è diretta verso un prisma perfetto, ritorna a un punto di osservazione esattamente come era dalla sorgente, e si vede un campo uniforme di illuminazione. Le imperfezioni locali nel vetro del prisma distorcono il fronte d’onda. Quando la luce è diretta verso una lente sostenuta da uno specchio convesso, passa attraverso la lente, colpisce lo specchio, e ripercorre il suo percorso attraverso la lente ad un punto di osservazione. Le imperfezioni nella lente provocano distorsioni della frangia.