Interferometrejä

Interferometrejä ovat mittauslaitteita, jotka perustuvat valon interferenssiin. Niiden avulla voidaan havainnoida pienet etäisyysmuutokset, pintojen reunaeroja, nesteiden tai materiaalien optisia ominaisuuksia sekä vaihtelua taustakohinaan. Periaatteessa interferometrissa valo jaetaan kahdeksi tai useammaksi osaksi, jotka kulkevat eri reittejä ja palautuvat lopuksi yhteen. Kun reittejä pituusero muuttuu, syntyy interferenssikuvio, jonka frinjat muuttuvat ja niistä voidaan päätellä muutos. Valon koheresonem ja pitkän aallonpituuden vakaus vaikuttavat mittausherkkyyteen ja tulosten luotettavuuteen; käyttävä laservalon lähde tuottaa tarvittavaa koherenssia ja vakaata valonväriä.

Tyypit vaihtelevat käyttötarkoituksen mukaan. Tunnetuimpia ovat Michelson-interferometri, jossa valo jaetaan puoliväittimen kautta kahdelle vierekkäiselle raitille ja palataan tarkistettavaksi; Mach–Zehnder -interferometri, jossa haaron aikakausittain haarukkakaistoja yhdistetään uudelleen; Fabry–Pérot -kammio, jossa kahden peilin välinen resonanssi tuottaa mono- tai monofrekvenssin interferenssin; sekä Sagnac-interferometri, jossa kiertävä silmukka tuo mukanaan pyörimisreaktioita. Näitä käytetään esimerkiksi metrologiassa, optisessa mittauksessa sekä kuidun sisäisessä anturoinnissa.

Sovelluksia ovat tarkka etäisyysmittaus, pintojen charakterisointi, optinen koherenssitomografia sekä gravitaatioaaltojen havaitseminen suurissa tutkimuslaitteissa kuten LIGO ja Virgo. Interferometrit ovat keskeisiä sekä teoreettisessa tutkimuksessa että teollisessa ja lääketieteellisessä mittauksessa, jossa pienet pituusmuutokset ovat ratkaisevia. Historiaan kuuluvat varhaiset kokeet 1800-luvulta ja Michelsonin kehittämä tarkka pituusmittaus, jotka ovat muodostaneet interferometrian perustan.