optisk interferometer
optisk interferometer, instrument för att göra exakta mätningar för ljusstrålar av sådana faktorer som Längd, ojämnheter i ytan och brytningsindex. Den delar upp en ljusstråle i ett antal strålar som färdas ojämna vägar och vars intensiteter, när de återförenas, lägger till eller subtraherar (stör varandra). Denna störning framträder som ett mönster av ljusa och mörka band som kallas interferensfransar. Information som härrör från fransmätningar används för exakta våglängdsbestämningar, mätning av mycket små avstånd och tjocklekar, studier av spektrumlinjer och bestämning av brytningsindex för transparenta material. I astronomi används interferometrar för att mäta avstånden mellan stjärnor och diametrar av stjärnor.
1881 konstruerade den amerikanska fysikern A. A. Michelson interferometern som användes i Michelson-Morley-experimentet. Michelson-interferometern och dess modifikationer används i den optiska industrin för testning av linser och prismor, för mätning av brytningsindex och för undersökning av små detaljer om ytor (mikrotopografier). Instrumentet består av en halv försilvrad spegel som delar en ljusstråle i två lika delar, varav en överförs till en fast spegel och den andra reflekteras till en rörlig spegel. Genom att räkna fransarna som skapas när spegeln flyttas kan mängden rörelse bestämmas exakt. Michelson utvecklade också stjärninterferometern, som kunde mäta diametrarna för stjärnor i termer av vinkeln, så liten som 0, 01″ av en båge, subtenderad av stjärnans extrema punkter vid observationspunkten.
1896 beskrev den brittiska fysikern Lord Rayleigh Rayleigh interferensfraktometern, som fortfarande används i stor utsträckning för att bestämma brytningsindex för gaser och vätskor. Det är ett split-beam instrument, som Michelson interferometer. En stråle fungerar som referens, medan den andra passeras först genom ett material med känt brytningsindex och sedan genom det okända. Brytningsindexet för det okända kan bestämmas genom förskjutningen av dess interferensfransar från de av det kända materialet.
Fabry-p-interferometern (interferometer med variabelt gap) producerades 1897 av de franska fysikerna Charles Fabry och Alfred P. Den består av två mycket reflekterande och strikt parallella plattor som kallas en etalon. På grund av den höga reflektiviteten hos plattorna i etalon minskar de successiva multipla reflektionerna av ljusvågor mycket långsamt i intensitet och bildar mycket smala, skarpa fransar. Dessa kan användas för att avslöja hyperfina strukturer i linjespektra, för att utvärdera bredden på smala spektrallinjer och för att bestämma längden på standardmätaren.
Fizeau-Laurent ytinterferometer (se figur) avslöjar avgångar av polerade ytor från ett plan. Systemet beskrevs av den franska fysikern A.-H.-L. Fizeau 1862 och anpassades 1883 till de instrument som nu används allmänt inom den optiska industrin. I Fizeau-Laurent-systemet passerar monokromatiskt ljus (ljus av en enda färg) genom ett pinhål och lyser upp ett referensplan och ett arbetsstycke direkt under det. Ljusstrålen är vinkelrätt mot arbetsstycket. Genom att bibehålla en liten vinkel mellan arbetsstyckets yta och referensplanets yta kan fransar med samma tjocklek ses genom en reflektor placerad ovanför dem. Fransarna utgör en konturkarta över arbetsstyckets yta, vilket gör det möjligt för en optisk polermaskin att se och ta bort defekter och avvikelser från planhet.
Twyman-Green interferometer, en anpassning av Michelson-instrumentet som introducerades 1916 av den engelska elektroingenjören Frank Twyman och den engelska kemisten Arthur Green, används för att testa linser och prismor. Den använder en punktkälla för monokromatiskt ljus i fokus för en kvalitetslins. När ljuset riktas mot ett perfekt prisma återgår det till en utsiktspunkt precis som det var från källan, och ett enhetligt belysningsfält ses. Lokala brister i prismglaset snedvrider vågfronten. När ljuset riktas mot en lins som stöds av en konvex spegel, passerar den genom linsen, träffar spegeln och drar tillbaka sin väg genom linsen till en betraktningspunkt. Brister i linsen resulterar i fransförvrängningar.