interferentieopstellingen

Interferentieopstellingen zijn experimentele opstellingen die interferentiepatronen mogelijk maken en bestuderen. Ze berusten op de superpositie van golven en op coherente afstemming tussen twee of meer reizende paden, waardoor het faseverschil tussen de paden leidt tot constructieve of destructieve interferentie. Vaak wordt hiervoor een monochromatische lichtbron gebruikt en moeten de paden nauwkeurig afgestemd zijn.

De intensiteit na de combinatie van de paden varieert met het faseverschil Δφ tussen de paden. Bij constructieve interferentie treedt maximale intensiteit op, bij destructieve interferentie minimale intensiteit. Kleine verschuivingen in padlengte of golflengte veranderen Δφ en leveren een patroon van heldere en donkere banden, bekend als interferatiepatronen. Voor een eenvoudige beschrijving kan men I ≈ I1 + I2 + 2√(I1I2) cos(Δφ) gebruiken.

Typen interferentieopstellingen zijn onder meer Young’s dubbel-spleet, Michelson-interferometer, Mach-Zehnder-interferometer en Fabry-Pérot-etalon. Bij Young’s opstelling leidt het door twee spleten uitgelopende licht tot twee coherente paden die elkaar op een scherm kruisen. Een Michelson-opstelling splitst het licht bij een beamsplitter en laat twee lengtepaden tegen elkaar interfereren nadat ze via spiegels terugkeren. Mach-Zehnder gebruikt twee beamsplitters en twee uitgangen; Fabry-Pérot bestaat uit twee slecht reflecterende spiegels die meerdere keren weerkaatsen en zodoende een resonator vormen.

Interferentieopstellingen hebben historische en hedendaagse toepassingen in metrologie, oppervlakteprofilering, spectroscopie en medische beeldvorming. In de moderne wetenschap worden ze gebruikt in zwaartekrachtsgolfdetectoren (LIGO), in telescoopbeelden en in optische communicatietechnieken.

Hun voortdurende ontwikkeling opent nieuwe mogelijkheden voor nauwkeurige metingen en imaging.