Mi a Mach-Zehnder interferométer?

A Mach-Zehnder interferométer egy olyan eszköz, amelyet pontos optikai mérések elvégzésére használnak.Bizonyíthatja az interferenciát egy fénysugár felosztásával és a kettő közötti fáziseltolódások mérésével.Több mint egy évszázaddal ezelőtt az eszközt Ludwig Zehnder és Ludwig Mach kiemelkedő fizikusok készítették.A sokoldalú diagnosztikai eszközt, a Mach-Zehnder interferométert használják a kvantumfizika, az aerodinamika és a plazmafizika példáinak szemléltetésére.A levegő áramlik az aerodinamikai szerkezetek körül, és megfigyelhető a hőmérsékleti változások, a nyomás és a sűrűség a gáznemű közegekben.A gerenda-elosztó leggyakrabban egy félszoros tükör, amely áttöri a fénysugár egy részét és tükrözi a többieket.A fényforrásból származó fény, jellemzően lézer, egy gerenda -elosztóra esik, amely a fényt két azonos intenzitású gerendára osztja.A gerendák különböző irányokba haladnak, és eltalálják a két tükröt.Az egyes fénysugár fázisát a tükör felületével való érintkezés révén megváltoztatja.Egy alternatív elrendezés szerint a rekombinált gerendák áthaladnak egy pozitív lencsén, ami a gerendák egyetlen ponton fókuszálódnak.Ha az összes tükröző felületet úgy igazítják, hogy abszolút párhuzamosak legyenek, akkor a gerendák rekombinációjakor nem állnak elő interferencia -rojtok.Ha azonban a tükörfelületek szögei még kissé különböznek, akkor a rekombinált gerendák interferencia rojtot eredményeznek.A Mach-Zehnder interferométer által előállított interferencia-béren kívüli mintázat sötét és fényes vonalakat mutat, amelyek intenzitást mutatnak.

Az eszköz rendkívül érzékeny, és pontos hőmérőként is képes.Például egy vízzel töltött cellát el lehet helyezni az egyik osztott gerenda útjára, míg egy másik levegővel töltött egy másik utat el lehet helyezni.A folyadékok, például a víz törésmutatója a hőmérséklettől függ, és ha a cellában lévő víz még enyhe hőmérsékleti változást is tapasztal, akkor a hatást a kapott béren kívüli mintázatban látjuk.Lehetséges megmérni a vízhőmérséklet nagyon apró változásait a Mach-Zehnder interferométerrel.Amikor a fény egy felületre esik, a visszavert fény pontosan fél hullámhosszon változik, ha a felület másik oldalán lévő anyag magasabb törésmutatóval rendelkezik.Ha ennek az anyagnak a törésmutatója alacsonyabb, akkor a tükrözött sugárban nincs fázisváltozás.Amikor a fény az egyik közegből a másikba utazik, akkor sem a fázisváltozás, de a gerenda iránya a refrakció miatt megváltozik.laposság.Az optikai pontatlanságok mérését a lemezen vagy a felületen az interferométer segítségével is elvégezhetjük.Egyes tudósok az interferométert is használják az áramlás-vizualizációs alkalmazásokban, a változások megfigyelésére a könnyű diszkrimináció technikájának alkalmazásával.