Mach-Zehnder interferometer คืออะไร?

เครื่องวัด mach-zehnder interferometer เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับทำการวัดแสงที่แม่นยำมันสามารถแสดงให้เห็นถึงการรบกวนโดยการแยกลำแสงและการวัดการเลื่อนเฟสระหว่างทั้งสองกว่าหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมาอุปกรณ์ดังกล่าวถูกสร้างขึ้นโดยนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง Ludwig Zehnder และ Ludwig Machเครื่องมือวินิจฉัยอเนกประสงค์ Mach-Zehnder interferometer ใช้เพื่อแสดงตัวอย่างในฟิสิกส์ควอนตัมอากาศพลศาสตร์และฟิสิกส์พลาสมาอากาศไหลไปรอบ ๆ โครงสร้างอากาศพลศาสตร์และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความดันและความหนาแน่นในสื่อก๊าซสามารถสังเกตได้

ส่วนประกอบพื้นฐานของ interferometer เป็นแหล่งกำเนิดแสงตัวแยกลำแสงสองตัวกระจกสองตัวและเครื่องตรวจจับสองเครื่องตัวแยกลำแสงส่วนใหญ่มักจะเป็นกระจกครึ่งซิลเวอร์ที่หักเหแสงส่วนหนึ่งของลำแสงและสะท้อนให้เห็นถึงส่วนที่เหลือแสงจากแหล่งกำเนิดแสงโดยทั่วไปเป็นเลเซอร์จะตกลงไปบนตัวแยกลำแสงซึ่งแยกแสงออกเป็นสองคานที่มีความเข้มเท่ากันคานเดินทางไปในทิศทางที่แตกต่างกันและตีกระจกทั้งสองเฟสของลำแสงแต่ละลำจะเปลี่ยนไปโดยการสัมผัสกับพื้นผิวกระจก

คานถูกรวมเข้าด้วยกันในตัวแยกลำแสงที่สองและเครื่องตรวจจับช่วยในการศึกษาความแตกต่างของเฟสในเส้นทางแสงการจัดเรียงทางเลือกมีคานรวมตัวกันใหม่ผ่านเลนส์บวกทำให้คานโฟกัสที่จุดเดียวหากพื้นผิวที่สะท้อนกลับทั้งหมดอยู่ในแนวเดียวกันในลักษณะที่พวกมันขนานกันอย่างแน่นอนไม่มีการสร้างร่องรอยการรบกวนเมื่อคานรวมตัวกันอีกครั้งหากมุมของพื้นผิวกระจกแตกต่างกันเล็กน้อยอย่างไรก็ตามคานที่รวมตัวกันใหม่จะสร้างขอบสัญญาณรบกวนรูปแบบการรบกวนที่เกิดจากเครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ Mach-Zehnder จะแสดงเส้นมืดและสว่างที่แตกต่างกันไปในความเข้ม

อุปกรณ์มีความอ่อนไหวอย่างมากและยังสามารถทำหน้าที่เป็นเทอร์โมมิเตอร์ที่แม่นยำตัวอย่างเช่นเซลล์ที่เต็มไปด้วยน้ำสามารถวางไว้ในเส้นทางของลำแสงแยกหนึ่งในขณะที่อีกอันที่เต็มไปด้วยอากาศสามารถวางไว้ในเส้นทางอื่นดัชนีการหักเหของของเหลวเช่นน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและหากน้ำในเซลล์ประสบแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อยผลก็จะเห็นได้ในรูปแบบขอบที่เกิดขึ้นเป็นไปได้ที่จะวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำในนาทีด้วยเครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ Mach-Zehnder

สิ่งสำคัญที่จะต้องมีความเข้าใจในเลนส์เมื่อใช้เครื่องวัด mach-zehnder เพื่อทำการวัดที่แม่นยำเมื่อแสงตกลงมาบนพื้นผิวแสงที่สะท้อนจะเปลี่ยนไปตามความยาวคลื่นครึ่งหนึ่งหากวัสดุที่อยู่อีกด้านหนึ่งของพื้นผิวมีดัชนีการหักเหของแสงที่สูงขึ้นหากดัชนีการหักเหของวัสดุนี้ต่ำกว่านั้นจะไม่มีการเปลี่ยนเฟสในลำแสงที่สะท้อนเมื่อแสงเดินทางจากสื่อหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งจะไม่มีการเปลี่ยนเฟส แต่ทิศทางของการเปลี่ยนแปลงของลำแสงเนื่องจากการหักเห

เครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ Mach-zehnder สามารถใช้เพื่อศึกษาดัชนีการหักเหของก๊าซและตรวจสอบวัตถุสำหรับความเรียบการวัดความไม่ถูกต้องของแสงในแผ่นหรือพื้นผิวสามารถดำเนินการได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์นักวิทยาศาสตร์บางคนยังใช้ interferometer ในแอปพลิเคชันการไหลของการไหลโดยใช้เทคนิคการเลือกปฏิบัติแบบแสงเพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลง