質問: レーザー干渉計の原理について レーザー干渉計の原理について勉強をしています。 本に、「レーザー干渉計は光源から出た光を2つ以上の光に分割し、別々の光路を通ったあと再び重ね合わせ、光路差により発生する干渉縞をとらえ、変位などを測定する。」 と書いてあったのですが、なぜ干渉縞をとらえる(明暗を調べる)ことにより変位が分かるのですか? 基礎的な質問で申し訳ないのですが、ご回答宜しくお願いします。
回答: 干渉縞の黒い線は、2つのレーザー光の位相が180°(1波長)ずれている場合に生じます、 光を波ととらえ、sin波で考え、2つのsin波を重ねた時に丁度0になるところです。 絵を描いてみるとよく判ります。 観測面においてそう言う状態の箇所は必ず黒くなります。 干渉縞の黒い部分の間隔は、マッハツェンダーの場合は1λ(波長) トワイマン=グリーンやフィゾー干渉計などでは1/2λ毎に発生します。 sin波の重ね合わせの絵を描いていれば1λ(波長)毎に0になると言うことが判ると思います。 1/2λ毎に発生するのは、反射系の光学装置では1/2λずれると折り返しの分2倍になるので1λとなるからです。 黒い縞間隔が1λないし1/2λである事が判ったとして、縞が観測されている観測面の実際の距離を測れば、仮に20cmの長さの中に縞が1本であるとすれば、そこでの変位は1λないし、1/2λであると判ります。 λはレーザーの波長なので、その長さを掛ければ良いだけです。