interferometr optyczny
interferometr optyczny, przyrząd do wykonywania precyzyjnych pomiarów wiązek światła takich czynników jak długość, nierówności powierzchni i współczynnik załamania światła. Dzieli wiązkę światła na kilka wiązek, które przemierzają nierówne ścieżki i których natężenia, po połączeniu, dodają lub odejmują (kolidują ze sobą). Interferencja ta pojawia się jako wzór jasnych i ciemnych pasm zwanych frędzlami interferencyjnymi. Informacje pochodzące z pomiarów fringe są wykorzystywane do precyzyjnego określania długości fali, pomiaru bardzo małych odległości i grubości, badania linii widma i określania współczynników załamania przezroczystych materiałów. W astronomii interferometry służą do pomiaru odległości między gwiazdami i średnic gwiazd.
w 1881 roku amerykański fizyk A. A. Michelson skonstruował interferometr używany w eksperymencie Michelsona-Morleya. Interferometr Michelsona i jego modyfikacje są wykorzystywane w przemyśle optycznym do badania soczewek i pryzmatów, pomiaru współczynnika załamania światła oraz badania drobnych szczegółów powierzchni (mikrotopografie). Instrument składa się z półsrebrowanego lustra, które dzieli wiązkę światła na dwie równe części, z których jedna jest przekazywana do nieruchomego lustra, a druga jest odbijana do ruchomego lustra. Dzięki liczeniu frędzli utworzonych podczas przesuwania lustra można precyzyjnie określić wielkość ruchu. Michelson opracował również interferometr gwiazdowy, zdolny do pomiaru średnic gwiazd pod względem kąta, tak małego jak 0,01″ łuku, pod wpływem skrajnych punktów gwiazdy w punkcie obserwacji.
w 1896 roku brytyjski fizyk Lord Rayleigh opisał refraktometr interferencyjny Rayleigha, nadal szeroko stosowany do wyznaczania współczynników załamania światła gazów i cieczy. Jest to instrument o rozdzielonej wiązce, podobnie jak interferometr Michelsona. Jedna wiązka służy jako punkt odniesienia, podczas gdy druga jest przepuszczana najpierw przez materiał o znanym współczynniku załamania, a następnie przez nieznane. Współczynnik załamania nieznanego można określić przez przesunięcie jego frędzli interferencyjnych od znanych materiałów.
interferometr Fabry 'ego-Pérota (variable-gap interferometer) został wyprodukowany w 1897 roku przez francuskich fizyków Charlesa Fabry’ ego i Alfreda Pérota. Składa się z dwóch silnie odbijających i ściśle równoległych płyt zwanych etalonem. Ze względu na wysoki współczynnik odbicia płyt etalonu, kolejne wielokrotne odbicia fal świetlnych zmniejszają się bardzo powoli i tworzą bardzo wąskie, ostre frędzle. Można je wykorzystać do ujawnienia struktur hiperfinowych w widmach liniowych, do oceny szerokości wąskich linii widmowych i do ponownego określenia długości standardowego metra.
interferometr powierzchniowy Fizeau-Laurenta (patrz rysunek) ujawnia odejście polerowanych powierzchni z płaszczyzny. System został opisany przez francuskiego fizyka A.-H.-L. Fizeau w 1862 roku i zaadaptowany w 1883 roku na instrumenty obecnie szeroko stosowane w przemyśle optycznym. W systemie Fizeau-Laurent światło monochromatyczne (światło o jednym kolorze) przepuszczane jest przez otworek i oświetla płaszczyznę odniesienia oraz przedmiot obrabiany bezpośrednio pod nią. Wiązka światła jest prostopadła do obrabianego przedmiotu. Utrzymując niewielki kąt między powierzchnią obrabianego przedmiotu a powierzchnią płaszczyzny odniesienia, przez umieszczony nad nimi Odbłyśnik można zobaczyć obrzeża o równej grubości. Frędzle stanowią mapę konturową powierzchni obrabianego przedmiotu, umożliwiając polerce optycznej widzenie i usuwanie wad i odstępów od płaskości.
interferometr Twyman-Green, adaptacja instrumentu Michelsona wprowadzona w 1916 roku przez angielskiego inżyniera elektryka Franka Twymana i angielskiego chemika Arthura Greena, służy do testowania soczewek i pryzmatów. Wykorzystuje punktowe źródło światła monochromatycznego w ognisku wysokiej jakości obiektywu. Kiedy światło jest skierowane w stronę idealnego pryzmatu, powraca do punktu widzenia dokładnie takiego, jak było ze źródła, i widoczne jest jednolite pole oświetlenia. Lokalne niedoskonałości w szkle pryzmatycznym zniekształcają front fali. Kiedy światło jest skierowane w stronę soczewki wspartej wypukłym lustrem, przechodzi przez soczewkę, uderza w lustro i wraca swoją ścieżką przez soczewkę do punktu widzenia. Niedoskonałości w obiektywie powodują zniekształcenia frędzli.