干渉計

干渉計: 波長の数分の一の精度で測定します

干渉計は、科学や工学で使用される最も正確な測定機器の 1 つです。光の波長の数分の一まで距離を測定でき、天文学、光学、物理学、計測などの幅広い分野で使用されています。

干渉計の主な動作原理は光波の干渉です。干渉計では、異なる経路を通過する光波が交差し、相互に強めたり打ち消し合ったりして、干渉パターンが形成されます。干渉波間の位相差を測定することで、光源間の距離を高精度に求めることができます。

干渉計には、ファブリー ペロー、マイケルソン、マッハ ツェンダー、スワン フェルミなど、いくつかの種類があります。それぞれに独自の特徴がありますが、動作原理は同じです。

干渉計の用途は非常に多岐にわたります。たとえば、マイケルソン干渉計は星の速度を測定できるだけでなく、光の波長や物質の屈折率を決定することもできます。干渉計は、マイクロテクノロジーおよびナノテクノロジーで物体の長さと幅を測定するためにも使用されます。

干渉計の応用例の最も有名な例の 1 つは、2015 年に重力波の検出に使用された重力波レーザー干渉計 (LIGO) です。この干渉計は、4 km の管に沿って流れる 2 本の垂直な光ビームで構成されており、重力波の通過によって生じるこれらの管の長さの信じられないほど小さな変化を測定できます。

このように、干渉計はユニークで多用途なデバイスであり、科学技術において幅広い用途が見出されています。量のわずかな変化を高精度で測定できるため、科学技術の多くの分野で不可欠なツールです。

干渉計は、光の波長を測定したり、2 つ以上のコヒーレントな (つまり、同じ振動位相を持つ) 単色電磁波の重ね合わせに基づいて、干渉現象を使用して波動プロセスの特性を研究したりするように設計されたデバイスです。放射線の長さと角度位相シフトを測定する干渉計 (スリット干渉計など) と、さまざまな光学セクションで得られる多数の干渉グラムを組み合わせた干渉計があります。