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干渉計の分解能を教えて下さい。
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tanceです。 干渉計自体を設計したことはないので、原理的なことしか言えませんが、 干渉計というのはおっしゃるとおり、干渉によって２波の合成した強度 が変化し、それを検出するものです。 同相なら倍の出力になり、逆相なら０になります。90°だと√2倍ですね。 同様に10°だと1.9848倍です。このように位相により合成の強度が変わる のを測定して位相を算出しているのです。 もちろん、リセットした位置から対象物が動くと、干渉出力は2～0を 行き来します。この回数をカウントし、半端は位相で計ります。 実際はもっとエレガントな工夫がされているはずですが、具体的に どう計測しているかは知りません。 論文にあった 100fm/√Hz はランダムノイズの大きさの表現です。 1Hzあたりのノイズ密度というものです。おそらくレーザの波長の 帯域（ちょっと変な表現ですが）に対する、測長誤差の実効値を 表したものだと思います。 レーザの純度、つまり発光帯域を50GHzとします。この数字はあまり良い 方ではないかもしれませんが、あり得る数字です。すると、√50Gは 約223600ですので、100fmを掛けると 22.36nm となります。 数字的にこんなものでしょう。
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- tance
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光の干渉は波長単位ではありませんので、位相を計れば波長よりはるかに 小さい距離も測れます。普通使われている測長機（マイケンソン）では １波長の数1000分の１という分解能を持っています。位相で、0.1度 くらいまで弁別しているということです。 詳細はわかりませんが位相シフト干渉計では波長の20,000分の１の 分解能が得られるようです。 原理はそうなのですが、実際は環境で支配されます。真空中に光を通せば 相当良い結果が得られますが、空気の密度のムラで10nmくらいは狂う ことがあります。レーザが通る場所は対流などがないようにしないと カタログの仕様は遠く実現できません。もちろん振動や熱膨張なども 問題になります。 それにしてもフェムトメートルというのは何かの間違いではないですか？ 原子の直径が200pmくらいですからそのさらに10万分の１ですから！！
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