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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。

noname#205498
noname#205498

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  • 回答No.2

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。

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  • 回答No.1
  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)

二つに分かれた光路の長さの差が光の波長の半分と同じだったら、光の波は半波長ずれて 足しあわされますね。半波長というと正弦波で言う逆相ですから、打ち消し合い、暗く なります。 (二つの光路の光の減衰に違いがあれば完全に打ち消されず、大きい振幅 の方が少し残るため合成光の振幅は0にはなりません) この二つの光の位相差に応じて合成光の振幅が連続的に変わるので、光の振幅を 変位に換算できます。 光の波長よりずっと大きい光路差があると、それだけでは変位は解りません。 その場合は、対象物を動かしてみて、明暗の回数を数えれば波長単位で距離(変位)が 解ります。 マイケルソン干渉計とかマッハツェンダ干渉計というキーワードで検索するといろいろ 出てきます。

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