Apa interferometer Mach-Zehnder?

Interferometer Mach-Zehnder adalah perangkat yang digunakan untuk melakukan pengukuran optik yang tepat.Ini dapat menunjukkan gangguan dengan membelah balok cahaya dan mengukur pergeseran fase antara keduanya.Lebih dari seabad yang lalu, perangkat ini diciptakan oleh fisikawan terkemuka Ludwig Zehnder dan Ludwig Mach.Alat diagnostik serbaguna, interferometer Mach-Zehnder digunakan untuk menggambarkan contoh dalam fisika kuantum, aerodinamika, dan fisika plasma.Aliran udara di sekitar struktur aerodinamik, dan perubahan suhu, tekanan, dan kepadatan dalam medium gas dapat diamati.

Komponen dasar interferometer adalah sumber cahaya, dua splitter balok, dua cermin, dan dua detektor.Balok splitter paling sering merupakan cermin setengah perak yang membiaskan bagian dari balok cahaya dan memantulkan sisanya.Cahaya dari sumber cahaya, biasanya laser, jatuh ke splitter balok, yang membagi cahaya menjadi dua balok dengan intensitas yang sama.Balok berjalan ke arah yang berbeda dan mengenai dua cermin.Fase dari setiap balok cahaya diubah oleh kontaknya dengan permukaan cermin.

Balok tersebut digabungkan kembali pada splitter balok kedua, dan detektor membantu dalam studi perbedaan fase di jalur cahaya.Susunan alternatif memiliki balok rekombinasi melewati lensa positif, menyebabkan balok fokus pada satu titik.Jika semua permukaan yang dipantulkan disejajarkan sedemikian rupa sehingga mereka benar -benar paralel, tidak ada pinggiran gangguan yang dihasilkan ketika baloknya bergabung kembali.Namun, jika sudut permukaan cermin bahkan sedikit berbeda, maka balok rekombinasi menghasilkan pinggiran interferensi.Pola pinggiran interferensi yang dihasilkan oleh interferometer Mach-Zehnder akan menunjukkan garis gelap dan cerah yang bervariasi dalam intensitas.

Perangkat ini sangat sensitif dan bahkan dapat bertindak sebagai termometer yang akurat.Misalnya, sel yang diisi dengan air dapat ditempatkan di jalur salah satu balok split, sementara yang lain diisi dengan udara dapat ditempatkan di jalur lain.Indeks refraktif cairan seperti air tergantung pada suhu, dan jika air dalam sel mengalami sedikit perubahan suhu, efeknya terlihat pada pola pinggiran yang dihasilkan.Dimungkinkan untuk mengukur perubahan suhu air yang sangat kecil dengan interferometer Mach-Zehnder.

Penting untuk memiliki pemahaman tentang optik saat menggunakan interferometer Mach-Zehnder untuk melakukan pengukuran yang akurat.Ketika cahaya jatuh di permukaan, cahaya yang dipantulkan bergeser dengan tepat setengah panjang gelombang jika bahan di sisi lain permukaan memiliki indeks bias yang lebih tinggi.Jika indeks bias bahan ini lebih rendah, maka tidak ada perubahan fase dalam balok yang dipantulkan.Saat cahaya bergerak dari satu media ke media lain, tidak ada perubahan fase, tetapi arah balok berubah karena refraksi.

Interferometer Mach-Zehnder juga dapat digunakan untuk mempelajari indeks bias gas dan bahkan memeriksa objek untukkebosanan.Pengukuran ketidakakuratan optik dalam pelat atau permukaan juga dapat dilakukan dengan bantuan interferometer.Beberapa ilmuwan juga menggunakan interferometer dalam aplikasi visualisasi aliran dengan menggunakan teknik diskriminasi cahaya untuk mengamati perubahan.