interferometrialaitteiden

Interferometrialaitteet ovat optisia mittausvälineitä, jotka hyödyntävät valoaaltojen interferenssiä mittaamaan pieniä muutoksia polkulaiheessa, etäisyyksissä tai optisten materiaalien ominaisuuksissa. Laitteessa valo jaetaan yleensä valonjakajalla kahteen tai useampaan harhaan, kulkee näissä reiteissä ja kohtaa toisensa uudelleen, jolloin syntyy interferenssikuvio. Kuvion intensiteetti vaihtelee polkueron muuttuessa, mikä mahdollistaa erittäin tarkan etäisyys- ja koordinaattitiedon sekä refraktiosta että vaihtelevista optisista poluista.

Keskeiset osat ovat valonlähde, valonjakaja, peilit tai heijastavat rakenteet sekä detektori. Usein tarvitaan lisäksi tukea ja eristystä ympäristömelulta sekä lämpötilan ja ilmanpaineen hallintaa, jotta interferenssi pysyy vakaana. Laitteet voivat olla pienikokoisia laboratoriomalleja tai suuria rakennettuja järjestelmiä, kuten huipputarkkoja pituusmittauksia tai gravitaatioaaltojen havaitsemista varten suunnitellut interferometrit.

Tyyppiesimerkkejä ovat Michelsonin, Mach–Zehnderin, Fabry–Pérotin ja Sagnac-tyyppiset interferometrit. Michelsonin rakenteessa valo jaetaan kahdelle haralle ja palautuu yhdysputkeen, kun taas Fabry–Pérot käyttää vastakkaisia peilejä muodostamaan moninkertaisen resonanssiaallon. Mach–Zehnder soveltuu lineaarisiin polkukomponentteihin, ja Sagnac reagoimaan kiertoliikkeisiin.

Sovelluksia ovat precisiometrios, optinen koherenssiskannaus ja OCT-tutkimus, spektroskopia, kuidun optiset sensorit sekä tähtitieteen interferometristen mittausten ja gravitaatioaaltojen tutkimuksen perinteiset käyttöalat kuten LIGO ja Virgo. Interferometrialaitteet ovat erittäin herkkiä, mutta vaativat tarkkaa linjausta, ympäristönvaimennusta ja vakaata toimintaa.