什么是干涉仪？
发布时间：2023-02-10 11:02:13 阅读数： 2104
什么是干涉仪？
干涉仪是一种精密的测量设备，它的工作原理是干涉，一种两个或多个波叠加产生干涉图案的现象，其中最初的光强度被重新分配，产生的波有更高、相等或更低的振幅。它们被用于各种工业和学术应用，如传感、距离测量、跟踪和导航、光谱分析，以及各种部件和系统的表面质量分析，如激光器、CD和DVD驱动器中的光学器件、机器零件等。
干涉仪通常使用分光镜、半透明镜将一束光分成两束，让它们通过不同的路径传播，如上图所示。其中一个作为参考光束，而另一个用于采样，被称为感应光束。感应光束要么被照射到样品上，要么被反射或穿过样品。这个反射或透射光束将被来自样品的信息从入射感应光束中修改。将其叠加到参考光束上，将产生一个具有关于样品的所有必要信息的干扰模式。因此，通过分析该图案可以获得被观察样品的必要细节。这个图案被投射到屏幕、成像检测器或照相机上。
形成的干涉图案是由于两束光的叠加或重叠，它将有被称为干涉条纹的亮区和暗区或带。明亮的条纹是建设性干涉的区域，黑暗的条纹是破坏性干涉的区域。
构造性干涉发生在波的相位叠加时，两个波的波峰和波谷相互匹配，在该位置产生一个更高的振幅波。破坏性干扰发生在两个叠加的波是不相位的，即一个波的波峰与另一个波的波谷重合，导致一个较低或零振幅的波。如果两个波的叠加发生在两者之间的相位差，那么它将导致一个取决于相位差程度的强度。这些相位差是由于样品与传感光束的相互作用而产生的。
如果两个传统使用的光源，例如灯泡，彼此靠近，就不能观察到干涉图案或流苏。即使在屏幕或墙上每个位置叠加的发射光波彼此之间有一定的相位差，但这些瞬时相位差中的随机性将使人眼或其他检测器难以感知它们或适应快速的振幅变化。因此，被感知的是一个平均照度。所以，保持光源之间恒定的相位差对于观察或检测干扰模式非常重要。这一特性被称为相干性。当两个来源发出的波具有相同的频率和恒定的相位差时，这些来源被称为相干。否则，它们被称为非相干源。
干涉图案可以在肥皂泡、漂浮在水面上的油膜等处观察到，干涉现象可以用杨氏双缝实验来证明，在该实验中，来自两个二级光源（S2）的光波从一个使用小孔的点光源（S1）导出，在离它们有一定距离的屏幕（F）上产生明暗条纹的干涉图案，如上图所示。
现代干涉仪使用图像传感器来捕捉干涉图，并将其存储为干涉图。它们可以很容易地使用复杂的软件包进行分析，以提取必要的信息并从中重新创建原始图像。
有不同类型的干涉仪，如迈克尔逊、法布里-佩罗、菲佐、马赫-泽恩德、萨格纳克、特维曼-格林干涉仪等。
