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Interferometer

 

das, -s/-, optisches Gerät, in dem ein Lichtbündel in zwei (Zweistrahlinterferometer) oder mehrere (Vielstrahlinterferometer) kohärente Teilbündel zerlegt wird, die nach Durchlaufen unterschiedlich langer optischer Wegstrecken wieder überlagert und zur Interferenz gebracht werden. Die Aufspaltung in Teilbündel erfolgt entweder durch Teilung der Wellenfront (z. B. bei der Interferenz zweier Spalte) oder durch Teilung der Amplitude (partielle Reflexion und Transmission an Grenzflächen zweier Medien). Falls kein Laserlicht eingesetzt wird, müssen die optischen Elemente so justiert werden, dass die Kohärenzlänge des Lichts größer ist als der Gangunterschied, und die Polarisationsrichtung der interferierenden Lichtbündel übereinstimmt. Optische Interferometer erlauben Präzisionsmessungen von Längenunterschieden (Komparator), Brechzahlen (Refraktometer) oder Wellenlängen und dienen spektrometrischen Untersuchungen (Spektralapparate), Oberflächenuntersuchungen, Winkelmessungen u. a.

 

Ein einfaches Zweistrahlinterferometer, bei dem das von einer Lichtquelle kommende Lichtbündel an einem halbdurchlässigen Spiegel in zwei Strahlenbündel geteilt wird, ist das Michelson-Interferometer. Das Twyman-Green-Interferometer ist ein abgewandeltes Michelsoninterferometer für die Prüfung von Plan-, Konvex- und Hohlspiegeln, Prismen und optischen Systemen. Mach-Zehnder-Interferometer und Jamin-Interferometer verwenden zwei Strahlteiler zur Aufspaltung des einfallenden Lichts und zur Vereinigung der Teilbündel. Sie werden in erster Linie als Interferenzrefraktometer sowie zur Untersuchung von Strömungsvorgängen und zum Nachweis von optischen Inhomogenitäten (Schlieren) benutzt.

 

Vielstrahlinterferometer liefern eine wesentlich höhere Messgenauigkeit als Zweistrahlinterferometer, da die Schärfe der Interferenzstreifen mit der Zahl der interferierenden Teilbündel anwächst. Die bekanntesten sind das Fabry-Pérot-Interferometer und die Lummer-Gehrcke-Platte. - Auch das »Plan-Probeglas« der Optiker aus Glas oder Quarz zur Bestimmung der Ebenheit einer Fläche basiert auf Vielstrahlinterferenz. Verlauf und Abstand der Interferenzstreifen geben Aufschluss über die Oberflächengestalt des Prüfstückes.

 

Zur Sichtbarmachung extrem kleiner optischer Weglängendifferenzen koppelt man ein Interferometer mit einem Mikroskop (Interferenzmikroskop) und kann auf diese Weise mit speziellen Anordnungen Längendifferenzen kleiner als 0,02 μm ausmessen.

 

In der Astronomie werden Interferometer zur Messung kleiner Winkel, u. a. des scheinbaren Durchmessers von Sternen verwendet. Im michelsonschen Sterninterferometer oder Phaseninterferometer interferieren zwei entweder durch als Zusatzgeräte zum Fernrohr benutzte Spiegel oder durch zwei Teleskope ausgeblendete Lichtwellenzüge der Strahlungsquelle miteinander. Das Intensitäts- oder Korrelationsinterferometer nutzt die in bestimmter Weise korrelierten Intensitätsschwankungen zweier von einer Lichtquelle ausgehender Wellenzüge, die von zwei benachbarten Teleskopen aufgenommen werden. Der Abstand dieser Teleskope voneinander und der Winkeldurchmesser der Strahlungsquelle bestimmen den Korrelationskoeffizienten. In der Radioastronomie kommen zur Steigerung des Auflösungsvermögens spezielle Interferometersysteme zum Einsatz (Apertursynthese, Radiointerferometer). - Ein prinzipiell anderes physikalisches Verfahren stellt die Speckle-Interferometrie dar.

 

Literatur:

 

G. Wernicke u. W. Osten: Holograf. Interferometrie (1982);

 Z. Sodnik: Phototherm. Interferometrie (1990).

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

Lasertechnik: Laser in der industriellen Messtechnik