Interferometern

En interferometer är ett vetenskapligt instrument som utnyttjar interferens mellan två eller flera vågor, oftast ljus, för att mäta små förändringar i längd eller refraktivitet. Principen är att en ljusstråle delas upp i två banor som färdas olika vägar, reflekteras och sedan åter sammanfogas. Skillnader i fas mellan banorna påverkar interferensmönstret och gör det möjligt att omvandla fasskillnader till förändringar i intensitet eller spektrum.

Vanliga konstruktioner omfattar Michelson-, Mach–Zehnder-, Fabry–Pérot- och Sagnac-interferometrar. Michelson används ofta i precisionsmått och gravitationsvågforskning eftersom den kan registrera mycket små längdförändringar; Mach–Zehnder används ofta i fiberoptik; Fabry–Pérot-kammaren uppnår hög finhet genom upprepade reflektioner och ökar den effektiva banan; Sagnac-konfigurationen används som rotationssensor i olika typer av gyroskop.

Användningar inkluderar högprecisionsmetrologi, ytförändringar och spektroskopi (till exempel FTIR). Inom medicinsk bildgivning används interferometri i optisk koherens tomografi (OCT). I fysik och kosmologi används interferometrar för att känna igen gravitationsvågor (LIGO, Virgo) och planeras i rymden (LISA). Redan historiskt spelade Thomas Youngs och Michelsons experiment en central roll för förståelsen av ljusvågornas interferens.

Utmaningar inkluderar mycket hög känslighet för vibrationer och temperaturändringar, krav på koherens hos ljuskällan och ofta behov av vakuum eller isolerade miljöer. För att uppnå extremt små längdskillnader krävs noggrann kalibrering, stabilisering och ibland avancerad signalbehandling.