Referensstrålen

Referensstrålen är en stabil och väl karakteriserad ljusstråle som används som baslinje i optiska system. Den skapats genom att separera en del av en sammanhängande ljuskälla, ofta en laser, från mätningsstrålen så att båda har liknande spektrum och koherens. Syftet är att ge en gemensam referens som kan jämföras mot måttsignalerna och därmed möjliggöra korrigering av variationer i miljö och utrustning.

Inom interferometri används referensstrålen tillsammans med mätningsstrålen i ett tvåarmsSystem. När strålarna återkombineras bildas interferens som avslöjar fas- och våglängdsinformation om objektet eller omgivningen. Referensstrålen fungerar som fasbaslinje och gör det möjligt att särskilja små förändringar i längd, refraktivitet eller ytkontur samt att kompensera för driftsförändringar i källan eller vägen.

Inom tekniker som optisk koherens tomografi (OCT) och fiberbaserade sensorer används en referensarm med känd längd för att frambringa en stabil interferenssignal. Denna signal jämförs med mätningssignalen för att bestämma egenskaper hos det som studeras, exempelvis vävnadsskikt eller delsystem i en sensor.

Inom spektroskopi och kalibrering används referensstrålen för att stabilisera våglängder, spektral respons och intensitetsnivåer, så att mätningar relateras till en standard. Inom laserstabilisering låses en del av ljuset till en referenskälla, såsom en atomisk övergång eller en högkvalitativ resonator, för att fastställa en precis och konstant frekvens.

Konstruktion och drift av referensstrålar kräver koherens mellan strålarna och noggrann kontroll av referensarmen för att undvika fasskift och fel. Miljöfaktorer som temperatur och vibrationer bör minimeras. Användningen av termen varierar mellan discipliner, men kärnan är alltid att ha en stabil baslinje mot vilken förändringar i signalen kan mätas.