✖


Jump to content

Интерферометрия

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
(Перенаправлено из Оптической интерферометрии )

Рисунок 1. Путь света через интерферометр Майкельсона . Два световых луча с общим источником объединяются в полупосеребренном зеркале и достигают детектора. Они могут либо конструктивно интерферировать (усиление интенсивности), если их световые волны приходят в фазе, либо деструктивно интерферировать (ослабление интенсивности), если они приходят не по фазе, в зависимости от точных расстояний между тремя зеркалами.

Интерферометрия — это метод, который использует интерференцию наложенных волн для извлечения информации. [1] Интерферометрия обычно использует электромагнитные волны и является важным методом исследования в области астрономии , волоконной оптики , инженерной метрологии , оптической метрологии, океанографии , сейсмологии , спектроскопии (и ее приложений в химии ), квантовой механики , ядра и физики элементарных частиц , физики плазмы , биомолекулярные взаимодействия , профилирование поверхности, микрофлюидика , измерение механического напряжения/деформации, велосиметрия , оптометрия и создание голограмм . [2] : 1–2 

Интерферометры — это устройства, которые извлекают информацию из помех. Они широко используются в науке и промышленности для измерения микроскопических смещений, изменений показателя преломления и неровностей поверхности. В случае большинства интерферометров свет от одного источника разделяется на два луча, которые движутся по разным оптическим путям , которые затем снова объединяются для создания интерференции; два некогерентных источника также могут создавать помехи при некоторых обстоятельствах. [3] Полученные интерференционные полосы дают информацию о разнице длин оптических путей . В аналитической науке интерферометры используются для измерения длины и формы оптических компонентов с нанометровой точностью; Это самые точные из существующих инструментов измерения длины. В спектроскопии с преобразованием Фурье они используются для анализа света, содержащего особенности поглощения или излучения, связанные с веществом или смесью. Астрономический интерферометр состоит из двух или более отдельных телескопов, которые объединяют свои сигналы, обеспечивая разрешение, эквивалентное разрешению телескопа с диаметром, равным наибольшему расстоянию между его отдельными элементами.

Основные принципы

[ редактировать ]
Рис. 2. Формирование полос в интерферометре Майкельсона
Рисунок 3. Цветные и монохроматические полосы в интерферометре Майкельсона: (а) полосы белого света, где два луча различаются количеством фазовых инверсий; (б) полосы белого света, когда два луча претерпели одинаковое количество инверсий фазы; (c) Рисунок бахромы с использованием монохроматического света ( линии натрия D )
Дополнительная информация: Помехи (распространение волн).

Интерферометрия использует принцип суперпозиции для объединения волн таким образом, чтобы результат их комбинации имел какое-то значимое свойство, которое диагностирует исходное состояние волн. Это работает, потому что когда две волны с одинаковой частотой объединяются, результирующая картина интенсивности определяется разностью фаз между двумя волнами: волны, находящиеся в фазе, будут подвергаться конструктивной интерференции, а волны, находящиеся в противофазе, будут подвергаться разрушительной интерференции. Волны, которые не полностью совпадают по фазе и не полностью противофазны, будут иметь промежуточную картину интенсивности, которую можно использовать для определения их относительной разности фаз. Большинство интерферометров используют свет или какую-либо другую форму электромагнитных волн . [2] : 3–12 

Обычно (см. рис. 1, хорошо известная конфигурация Майкельсона) одиночный падающий луч когерентного света разделяется на два идентичных луча светоделителем ( частично отражающим зеркалом). Каждый из этих лучей проходит свой путь, называемый путем, и они рекомбинируются перед тем, как достичь детектора. Разность хода, разница в расстоянии, пройденном каждым лучом, создает разность фаз между ними. Именно эта введенная разность фаз создает интерференционную картину между изначально одинаковыми волнами. [2] : 14–17  Если один луч был разделен по двум путям, то разность фаз является диагностическим признаком всего, что меняет фазу на путях. Это может быть физическое изменение самой длины пути или изменение показателя преломления на пути. [2] : 93–103 

Как видно на фиг. 2a и 2b, наблюдатель видит прямо зеркало M 1 через светоделитель и видит отраженное изображение 2 M от зеркала M 2 . интерференции света, исходящего от двух S'1 виртуальных изображений и S'2 S. результат исходного Полосы можно интерпретировать как источника Характеристики интерференционной картины зависят от природы источника света и точной ориентации зеркал и светоделителя. На рис. 2а оптические элементы ориентированы так, что S ' 1 и S ' 2 находятся на одной линии с наблюдателем, а результирующая интерференционная картина состоит из окружностей с центрами по нормали к M 1 и M' 2 . Если, как на рис. 2б, М 1 и М 2 М наклонены относительно друг друга, то интерференционные полосы, как правило, примут форму конических участков (гипербол), а если М 2 1 перекрываются , то и полосы вблизи оси будут прямыми, параллельными и расположенными на равном расстоянии друг от друга. Если S является протяженным источником, а не точечным источником, как показано на рисунке, полосы на рис. 2а необходимо наблюдать в телескоп, установленный на бесконечность, тогда как полосы на рис. 2б будут локализованы на зеркалах. [2] : 17 

Использование белого света приведет к образованию цветных полос (см. рис. 3). [2] : 26  Центральная полоса, представляющая равную длину пути, может быть светлой или темной в зависимости от количества инверсий фазы, которые испытывают два луча при их прохождении через оптическую систему. [2] : 26, 171–172  ( см. в разделе «Интерферометр Майкельсона» Обсуждение этого вопроса .)

История

[ редактировать ]

Закон интерференции света был описан Томасом Янгом в его Бейкеровской лекции 1803 года перед Лондонским королевским обществом. [4] Готовясь к лекции, Янг провел эксперимент с двойной апертурой, продемонстрировавший интерференционные полосы. Его интерпретация с точки зрения интерференции волн была отвергнута большинством учёных того времени из-за доминирования корпускулярной теории света Исаака Ньютона, предложенной столетием ранее. [5]

Французский инженер Огюстен-Жан Френель , не зная о результатах Юнга, начал работать над волновой теорией света и интерференции и был представлен Франсуа Араго . Между 1816 и 1818 годами Френель и Араго проводили интерференционные эксперименты в Парижской обсерватории. За это время Араго спроектировал и построил первый интерферометр, используя его для измерения показателя преломления влажного воздуха по отношению к сухому, что представляло потенциальную проблему для астрономических наблюдений положения звезд. [6] Успех волновой теории света Френеля был зафиксирован в его отмеченных наградами мемуарах 1819 года, в которых были предсказаны и измерены дифракционные картины. Интерферометр Араго позже был использован в 1850 году Леоном Фуко для измерения скорости света в воздухе относительно воды, а в 1851 году он снова использовался Ипполитом Физо для измерения влияния сопротивления Френеля на скорость света в движущейся воде. [7]

Жюль Жамен разработал первый однолучевой интерферометр (не требующий расщепляющей апертуры, как интерферометр Араго) в 1856 году. В 1881 году американский физик Альберт А. Майкельсон , посещая Германа фон Гельмгольца в Берлине, изобрел интерферометр, названный в честь ему, интерферометру Майкельсона , для поиска влияния движения Земли на скорость света. Нулевые результаты Майкельсона, полученные в подвале Потсдамской обсерватории за пределами Берлина (движение лошадей в центре Берлина создавало слишком много вибраций), а его более поздние, более точные нулевые результаты, наблюдавшиеся вместе с Эдвардом В. Морли в Кейс-колледже в Кливленде, штат Огайо. , способствовали нарастанию кризиса светоносного эфира. Эйнштейн заявил, что именно измерение Физо скорости света в движущейся воде с помощью интерферометра Араго вдохновило его теорию релятивистского сложения скоростей. [8]

Категории

[ редактировать ]

Интерферометры и интерферометрические методы можно классифицировать по множеству критериев:

Гомодинное и гетеродинное обнаружение

[ редактировать ]

При гомодинном обнаружении интерференция возникает между двумя лучами одной длины волны (или несущей частоты ). Разность фаз между двумя лучами приводит к изменению интенсивности света на детекторе. Измеряют результирующую интенсивность света после смешивания этих двух лучей или просматривают или записывают картину интерференционных полос. [9] Большинство интерферометров, обсуждаемых в этой статье, попадают в эту категорию.

Гетеродинный смесителя метод используется для (1) смещения входного сигнала в новый частотный диапазон, а также (2) усиления слабого входного сигнала (при условии использования активного ) . Слабый входной сигнал частоты f 1 смешивается 2 с сильной опорной частотой f от гетеродина ( LO). Нелинейная комбинация входных сигналов создает два новых сигнала, один из которых представляет собой сумму f 1 + f 2 двух частот, а другой - разность f 1 - f 2 . Эти новые частоты называются гетеродинами . Обычно требуется только одна из новых частот, а другой сигнал отфильтровывается на выходе микшера. Выходной сигнал будет иметь интенсивность, пропорциональную произведению амплитуд входных сигналов. [9]

Наиболее важное и широко используемое применение гетеродинной техники находится в супергетеродинном приемнике (супергете), изобретенном в 1917-18 годах американским инженером Эдвином Говардом Армстронгом и французским инженером Люсьеном Леви . В этой схеме входящий радиочастотный сигнал от антенны смешивается с сигналом гетеродина (ГЛО) и преобразуется гетеродинным методом в сигнал более низкой фиксированной частоты, называемый промежуточной частотой (ПЧ). Эта ПЧ усиливается и фильтруется перед подачей на детектор , который извлекает аудиосигнал, который отправляется на громкоговоритель. [10]

Оптическое гетеродинное обнаружение представляет собой расширение гетеродинного метода на более высокие (видимые) частоты. [9] Хотя оптическая гетеродинная интерферометрия обычно выполняется в одной точке, можно также выполнить и широкопольную интерферометрию. [11]

Двойной путь против общего пути

[ редактировать ]
См. Также: Интерферометр общего пути.
Рисунок 4. Четыре примера интерферометров общего пути.

Двухлучевой интерферометр — это интерферометр, в котором опорный луч и луч образца движутся по расходящимся путям. Примеры включают интерферометр Майкельсона , интерферометр Тваймана-Грина и интерферометр Маха-Цендера . После возмущения в результате взаимодействия с испытуемым образцом луч образца вновь объединяется с эталонным лучом, создавая интерференционную картину, которую затем можно интерпретировать. [2] : 13–22 

Интерферометр с общим лучом — это класс интерферометров, в которых опорный луч и луч образца движутся по одному и тому же пути. На рис. 4 показаны интерферометр Саньяка , волоконно-оптический гироскоп , точечный дифракционный интерферометр и интерферометр бокового сдвига . Другие примеры интерферометра общего пути включают фазово-контрастный микроскоп Цернике , бипризму Френеля , Саньяка с нулевой площадью и интерферометр с рассеивающей пластиной . [12]

Расщепление волнового фронта по сравнению с расщеплением амплитуды

[ редактировать ]

Инферометры с расщеплением волнового фронта

[ редактировать ]

Интерферометр с расщеплением волнового фронта разделяет световой фронт, выходящий из точки или узкой щели ( т.е. пространственно когерентный свет), и, позволяя двум частям волнового фронта пройти разными путями, позволяет им рекомбинироваться. [13] Рис. 5 иллюстрирует интерференционный эксперимент Юнга и зеркало Ллойда . Другие примеры интерферометра с расщеплением волнового фронта включают бипризму Френеля, билинзу Билле, интерферометр Майкельсона с дифракционной решеткой, [14] и интерферометр Рэлея . [15]

Рис. 5. Два интерферометра с расщеплением волнового фронта.

В 1803 году интерференционный эксперимент Юнга сыграл важную роль в общем принятии волновой теории света. Если в эксперименте Янга используется белый свет, в результате получается белая центральная полоса конструктивной интерференции, соответствующая равной длине пути от двух щелей, окруженная симметричным узором цветных полос уменьшающейся интенсивности. Помимо непрерывного электромагнитного излучения, эксперимент Юнга был проведен с отдельными фотонами. [16] с электронами, [17] [18] и с молекулами бакибола, достаточно большими, чтобы их можно было увидеть под электронным микроскопом . [19]

Зеркало Ллойда генерирует интерференционные полосы, комбинируя прямой свет от источника (синие линии) и свет от отраженного изображения источника (красные линии) от зеркала, удерживаемого под скользящим углом падения. В результате получается асимметричный рисунок бахромы. Полоса равной длины пробега, ближайшая к зеркалу, скорее темная, чем яркая. В 1834 году Хамфри Ллойд интерпретировал этот эффект как доказательство того, что фаза отраженного от передней поверхности луча инвертирована. [20] [21]

Амплитудно-разделяющие инферометры

[ редактировать ]
Рисунок 6. Три интерферометра с амплитудным расщеплением: Физо , Маха – Цендера и Фабри Перо .

Интерферометр с амплитудным расщеплением использует частичный отражатель для разделения амплитуды падающей волны на отдельные лучи, которые разделяются и рекомбинируются.

Показан интерферометр Физо , который можно настроить для проверки оптической плоскости . Эталонная лыска точной формы помещается поверх испытуемой лыски, разделенной узкими прокладками. Эталонная плоскость слегка скошена (необходима лишь часть градуса скоса), чтобы предотвратить образование интерференционных полос на задней поверхности плоскости. Разделение тестовых и эталонных плоскостей позволяет наклонять обе плоскости относительно друг друга. Регулируя наклон, который добавляет контролируемый градиент фазы к рисунку полос, можно контролировать расстояние и направление полос, так что можно получить легко интерпретируемую серию почти параллельных полос, а не сложный вихрь контурных линий. Однако разделение пластин требует коллимации освещающего света. На рис. 6 показан коллимированный луч монохроматического света, освещающий две плоскости, и светоделитель, позволяющий просматривать полосы по оси. [22] [23]

Интерферометр Маха – Цендера — более универсальный прибор, чем интерферометр Майкельсона. Каждый из хорошо разделенных световых путей проходит только один раз, а полосы можно регулировать так, чтобы они локализовались в любой желаемой плоскости. [2] : 18  Обычно полосы регулируют так, чтобы они лежали в той же плоскости, что и тестируемый объект, чтобы полосы и тестируемый объект можно было сфотографировать вместе. Если решено создавать полосы в белом свете, то, поскольку белый свет имеет ограниченную длину когерентности , порядка микрометров , необходимо уделить большое внимание выравниванию оптических путей, иначе полосы не будут видны. Как показано на рис. 6, на пути опорного луча будет размещена компенсирующая ячейка, соответствующая испытательной ячейке. Обратите также внимание на точную ориентацию светоделителей. Отражающие поверхности светоделителей должны быть ориентированы так, чтобы тестовый и опорный лучи проходили через одинаковое количество стекла. При такой ориентации тестовый и опорный лучи испытывают по два отражения от передней поверхности, что приводит к одинаковому количеству инверсий фазы. В результате свет, проходящий одинаковую длину оптического пути в тестовом и опорном лучах, создает белую полосу конструктивной интерференции. [24] [25]

Сердцем интерферометра Фабри-Перо является пара частично посеребренных стеклянных оптических плоскостей, расположенных на расстоянии от нескольких миллиметров до сантиметров друг от друга, посеребренные поверхности обращены друг к другу. Фабри – Перо (В качестве альтернативы в эталоне используется прозрачная пластина с двумя параллельными отражающими поверхностями.) [2] : 35–36  Как и в интерферометре Физо, грани слегка скошены. В типичной системе освещение обеспечивается диффузным источником, установленным в фокальной плоскости коллимирующей линзы. Фокусирующая линза создает то, что было бы перевернутым изображением источника, если бы парных плоских поверхностей не было, т. е. в отсутствие парных плоских точек весь свет, излучаемый из точки А, проходящий через оптическую систему, был бы сфокусирован в точке А'. На рис. 6 прослеживается только один луч, испускаемый из точки А на источнике. Когда луч проходит через парные плоскости, он многократно отражается, образуя множество прошедших лучей, которые собираются фокусирующей линзой и доводятся до точки А' на экране. Полная интерференционная картина имеет вид набора концентрических колец. Резкость колец зависит от отражательной способности лезвий. Если отражательная способность высока, что приводит к высокому коэффициенту добротности (т. е. к высокой четкости), монохроматический свет создает набор узких ярких колец на темном фоне. [26] На рис. 6 изображение с низкой четкостью соответствует отражательной способности 0,04 (т.е. не посеребренные поверхности) по сравнению с отражательной способностью 0,95 для изображения с высокой четкостью.

На рис. 6 показаны интерферометры Физо, Маха–Цендера и Фабри–Перо. Другие примеры интерферометра с разделением амплитуды включают интерферометр Майкельсона , Тваймана-Грина , лазерный неравный путь и интерферометр Линника . [27]

Майкельсон-Морли

[ редактировать ]

Майкельсон и Морли (1887) [28] и другие ранние экспериментаторы, использовавшие интерферометрические методы в попытке измерить свойства светоносного эфира , использовали монохроматический свет только для первоначальной настройки своего оборудования, всегда переключаясь на белый свет для реальных измерений. Причина в том, что измерения фиксировались визуально. Монохроматический свет приведет к образованию однородного рисунка бахромы. Не имея современных средств контроля температуры окружающей среды , экспериментаторы боролись с постоянным дрейфом полос, даже несмотря на то, что интерферометр мог быть установлен в подвале. Поскольку полосы иногда исчезали из-за вибраций от проезжающего транспорта, далеких гроз и т.п., наблюдателю было легко «заблудиться», когда полосы снова стали видимыми. Преимущества белого света, который создавал характерный цветной узор полос, намного перевешивали трудности с юстировкой аппарата из-за его низкой длины когерентности . [29] Это был ранний пример использования белого света для решения «неоднозначности 2 пи».

Приложения

[ редактировать ]

Физика и астрономия

[ редактировать ]
Интерферометрия используется в радиоастрономии со смещением времени D sin θ.

В физике одним из наиболее важных экспериментов конца XIX века был знаменитый «неудавшийся эксперимент» Майкельсона и Морли , который предоставил доказательства специальной теории относительности . Недавние повторения эксперимента Майкельсона-Морли позволяют выполнять гетеродинные измерения частот биений скрещенных криогенных оптических резонаторов . На рис. 7 показан эксперимент с резонатором, проведенный Мюллером и др. в 2003 году. [30] Два оптических резонатора из кристаллического сапфира, управляющие частотами двух лазеров, были установлены под прямым углом внутри гелиевого криостата. Компаратор частоты измерял частоту биений объединенных выходов двух резонаторов. По состоянию на 2009 год , точность исключения анизотропии скорости света в резонаторных экспериментах составляет 10 −17 уровень. [31] [32]


Рисунок 7. Эксперимент Майкельсона–Морли с
криогенные оптические резонаторы
Рисунок 8. Спектроскопия с преобразованием Фурье.
Рисунок 9. Снимок солнечной короны, сделанный
с коронографом LASCO C1

Интерферометры Майкельсона используются в перестраиваемых узкополосных оптических фильтрах. [33] и в качестве основного аппаратного компонента спектрометров с преобразованием Фурье . [34]

При использовании в качестве перестраиваемого узкополосного фильтра интерферометры Майкельсона демонстрируют ряд преимуществ и недостатков по сравнению с конкурирующими технологиями, такими как интерферометры Фабри-Перо или фильтры Лио . Интерферометры Майкельсона имеют наибольшее поле зрения для заданной длины волны и относительно просты в эксплуатации, поскольку настройка осуществляется посредством механического вращения волновых пластин, а не посредством управления высоким напряжением пьезоэлектрических кристаллов или оптических модуляторов из ниобата лития, как это используется в системе Фабри – Перо. . По сравнению с фильтрами Лио, в которых используются двулучепреломляющие элементы, интерферометры Майкельсона имеют относительно низкую температурную чувствительность. С другой стороны, интерферометры Майкельсона имеют относительно ограниченный диапазон длин волн и требуют использования предварительных фильтров, которые ограничивают пропускание. [35]

На рис. 8 показана работа спектрометра с преобразованием Фурье, который по существу представляет собой интерферометр Майкельсона с одним подвижным зеркалом. (Практический спектрометр с преобразованием Фурье заменил бы плоские зеркала обычного интерферометра Майкельсона угловыми кубическими отражателями, но для простоты на рисунке это не показано.) Интерферограмма генерируется путем измерения сигнала во многих дискретных положениях движущегося зеркало. Преобразование Фурье преобразует интерферограмму в реальный спектр. [36]

На рис. 9 показано доплеровское изображение солнечной короны, полученное с помощью перестраиваемого интерферометра Фабри-Перо для восстановления сканов солнечной короны на ряде длин волн вблизи зеленой линии FeXIV. Изображение представляет собой цветное изображение доплеровского смещения линии, которое может быть связано со скоростью корональной плазмы по направлению к спутниковой камере или от нее.

Тонкопленочные эталоны Фабри – Перо используются в узкополосных фильтрах, способных выбирать одну спектральную линию для отображения; например, линия H-альфа или линия Ca-K Солнца или звезд. На рис. 10 показано изображение Солнца, полученное телескопом визуализации в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EIT) на длине волны 195 ангстрем (19,5 нм), что соответствует спектральной линии многократно ионизированных атомов железа. [37] В EIT использовались отражающие зеркала с многослойным покрытием, которые были покрыты чередующимися слоями легкого «разделительного» элемента (например, кремния) и тяжелого «рассеивающего» элемента (например, молибдена). На каждое зеркало было нанесено около 100 слоев каждого типа толщиной около 10 нм каждый. Толщину слоев строго контролировали так, чтобы на желаемой длине волны отраженные фотоны от каждого слоя конструктивно интерферировали.

Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) использует два 4-километровых интерферометра Майкельсона-Фабри-Перо для обнаружения гравитационных волн . [38] В этом приложении резонатор Фабри-Перо используется для хранения фотонов в течение почти миллисекунды, пока они прыгают вверх и вниз между зеркалами. Это увеличивает время взаимодействия гравитационной волны со светом, что приводит к лучшей чувствительности на низких частотах. Резонаторы меньшего размера, обычно называемые очистителями мод, используются для пространственной фильтрации и стабилизации частоты основного лазера. Первое наблюдение гравитационных волн произошло 14 сентября 2015 года. [39]

Относительно большое и свободно доступное рабочее пространство интерферометра Маха – Цендера, а также его гибкость в расположении полос сделали его предпочтительным интерферометром для визуализации потока в аэродинамических трубах. [40] [41] и для исследований визуализации потока в целом. Он часто используется в области аэродинамики, физики плазмы и теплопередачи для измерения изменений давления, плотности и температуры в газах. [2] : 18, 93–95 

Интерферометры Маха-Цендера также используются для изучения одного из самых противоречивых предсказаний квантовой механики — явления, известного как квантовая запутанность . [42] [43]

Рисунок 11. VLA. Интерферометр

Астрономический интерферометр обеспечивает наблюдения с высоким разрешением, используя метод синтеза апертуры , смешивая сигналы от группы сравнительно небольших телескопов, а не от одного очень дорогого монолитного телескопа. [44]

Ранние интерферометры радиотелескопов использовали для измерений одну базовую линию. Более поздние астрономические интерферометры, такие как « Очень большая решётка», показанная на рис. 11, использовали массивы телескопов, расположенных в определенном порядке на земле. Ограниченное количество базовых показателей приведет к недостаточному охвату. Это было решено за счет использования вращения Земли для вращения массива относительно неба. Таким образом, одна базовая линия может измерять информацию в нескольких ориентациях путем повторных измерений — метод, называемый синтезом вращения Земли . Базовые линии длиной в тысячи километров были получены с помощью интерферометрии с очень длинной базой . [44]

ALMA — астрономический интерферометр, расположенный на плато Чахнантор. [45]

Астрономической оптической интерферометрии пришлось преодолеть ряд технических проблем, которых нет в интерферометрии радиотелескопов. Короткие длины волн света требуют предельной точности и стабильности конструкции. Например, пространственное разрешение в 1 миллисекунду дуги требует стабильности 0,5 мкм на базовой линии 100 м. Оптические интерферометрические измерения требуют высокочувствительных детекторов с низким уровнем шума, которые стали доступны только в конце 1990-х годов. Астрономическое «видение» , турбулентность, вызывающая мерцание звезд, приводит к быстрым, случайным изменениям фазы падающего света, что требует, чтобы скорость сбора данных была выше скорости турбулентности. [46] [47] Несмотря на эти технические трудности, три крупных установки, в настоящее время работают обеспечивающие разрешение вплоть до долей миллисекунды дуги. В этом связанном видео показан фильм, собранный из изображений апертурного синтеза системы Бета Лиры , двойной звездной системы, расположенной примерно в 960 световых годах (290 парсеках) от нас в созвездии Лиры, которую наблюдает массив CHARA с инструментом MIRC. Более яркий компонент — это главная звезда или донор массы. Более слабый компонент — это толстый диск, окружающий вторичную звезду или источник увеличения массы. Эти два компонента разделены 1 миллисекундой дуги. Приливные искажения донора массы и гейнера массы четко видны. [48]

Волновой характер материи можно использовать для создания интерферометров. Первыми примерами интерферометров материи были электронные интерферометры , за которыми позже последовали нейтронные интерферометры . Примерно в 1990 году были продемонстрированы первые атомные интерферометры , а затем появились интерферометры, использующие молекулы. [49] [50] [51]

Электронная голография — это метод визуализации, который фотографически записывает картину электронной интерференции объекта, которая затем реконструируется для получения значительно увеличенного изображения исходного объекта. [52] Этот метод был разработан для обеспечения более высокого разрешения в электронной микроскопии, чем это возможно при использовании традиционных методов визуализации. Разрешение традиционной электронной микроскопии ограничено не длиной волны электронов, а большими аберрациями электронных линз. [53]

Нейтронная интерферометрия использовалась для исследования эффекта Ааронова-Бома , для изучения эффектов гравитации, действующих на элементарную частицу, и для демонстрации странного поведения фермионов , лежащего в основе принципа Паули : в отличие от макроскопических объектов, когда фермионы поворачиваются на 360° вокруг любой оси, они не возвращаются в исходное состояние, а приобретают знак минус в своей волновой функции. Другими словами, фермиону необходимо повернуть на 720°, прежде чем он вернется в исходное состояние. [54]

Методы атомной интерферометрии достигают достаточной точности, чтобы позволить проводить лабораторные испытания общей теории относительности . [55]

Интерферометры используются в физике атмосферы для высокоточных измерений газовых примесей путем дистанционного зондирования атмосферы. Существует несколько примеров интерферометров, в которых используются характеристики поглощения или излучения малых газовых примесей. Типичным применением является постоянный мониторинг концентрации следовых газов, таких как озон и окись углерода, над прибором. [56]

Инженерия и прикладные науки

[ редактировать ]
Рис. 13. Оптические плоские интерференционные полосы. (слева) плоская поверхность, (справа) изогнутая поверхность.
Как интерференционные полосы образуются оптической плоскостью, опирающейся на отражающую поверхность. Зазор между поверхностями и длина волны световых волн сильно преувеличены.

Интерферометрия Ньютона (испытательная пластина) часто используется в оптической промышленности для проверки качества поверхностей при их формовании. На рис. 13 показаны фотографии эталонных квартир, которые использовались для проверки двух тестовых квартир на разных стадиях завершения, демонстрирующие различную картину интерференционных полос. Эталонные поверхности опираются своими нижними поверхностями на испытуемые поверхности и освещаются монохроматическим источником света. Световые волны, отраженные от обеих поверхностей, интерферируют, образуя узор из ярких и темных полос. Поверхность на левой фотографии почти плоская, о чем свидетельствует узор из прямых параллельных интерференционных полос, расположенных через равные интервалы. Поверхность на правой фотографии неровная, в результате чего образуется узор из изогнутых бахромок. Каждая пара соседних полос представляет собой разницу в высоте поверхности, равную половине длины волны используемого света, поэтому разницу в высоте можно измерить путем подсчета полос. С помощью этого метода плоскостность поверхностей можно измерить с точностью до миллионных долей дюйма. Чтобы определить, является ли испытуемая поверхность вогнутой или выпуклой относительно эталонной оптической плоскости, можно использовать любую из нескольких процедур. Можно наблюдать, как полосы смещаются, если слегка нажать на верхнюю плоскость. Если наблюдать полосы в белом свете, последовательность цветов становится знакомой с опытом и помогает в интерпретации. Наконец, можно сравнить внешний вид полос при перемещении головы из нормального положения в наклонное. [57] Подобные маневры, хотя и распространены в оптических цехах, не подходят для формального тестирования. Когда квартиры готовы к продаже, их обычно монтируют в интерферометр Физо для официальных испытаний и сертификации.

Эталоны Фабри-Перо широко используются в телекоммуникациях , лазерах и спектроскопии для контроля и измерения длин волн света. Дихроичные фильтры представляют собой многослойные тонкопленочные эталоны. В телекоммуникациях мультиплексирование с разделением по длине волны — технология, которая позволяет использовать несколько длин волн света через одно оптическое волокно — зависит от фильтрующих устройств, которые представляют собой тонкопленочные эталоны. В одномодовых лазерах эталоны используются для подавления всех мод оптического резонатора, кроме одной, представляющей интерес. [2] : 42 

Рис. 14. Интерферометр Тваймана–Грина.

Интерферометр Тваймана-Грина, изобретенный Твайманом и Грином в 1916 году, представляет собой вариант интерферометра Майкельсона, широко используемый для тестирования оптических компонентов. [58] Основными характеристиками, отличающими его от конфигурации Майкельсона, являются использование монохроматического точечного источника света и коллиматора. Майкельсон (1918) раскритиковал конфигурацию Тваймана-Грина как непригодную для тестирования больших оптических компонентов, поскольку доступные в то время источники света имели ограниченную длину когерентности . Майкельсон отметил, что ограничения на геометрию, вызванные ограниченной длиной когерентности, требуют использования эталонного зеркала такого же размера, что и тестовое зеркало, что делает метод Тваймана-Грина непрактичным для многих целей. [59] Десятилетия спустя появление лазерных источников света ответило на возражения Майкельсона. (Интерферометр Тваймана-Грина, использующий лазерный источник света и неравную длину пути, известен как лазерный интерферометр неравного пути, или LUPI.) На рис. 14 показан интерферометр Тваймана-Грина, установленный для проверки линзы. Свет от монохроматического точечного источника расширяется рассеивающей линзой (не показана), затем коллимируется в параллельный луч. Выпуклое сферическое зеркало располагают так, чтобы центр его кривизны совпадал с фокусом испытуемой линзы. Выходящий луч регистрируется системой визуализации для анализа. [60]

Интерферометры Маха – Цендера используются в интегральных оптических схемах , в которых свет интерферирует между двумя ветвями волновода , извне которые модулируются для изменения их относительной фазы. Небольшой наклон одного из светоделителей приведет к разнице хода и изменению интерференционной картины. Интерферометры Маха – Цендера лежат в основе самых разных устройств: от ВЧ-модуляторов до датчиков. [61] [62] к оптическим переключателям . [63]

Последние предложенные чрезвычайно большие астрономические телескопы , такие как Тридцатиметровый телескоп и Чрезвычайно большой телескоп , будут иметь сегментированную конструкцию. Их главные зеркала будут построены из сотен шестиугольных зеркальных сегментов. Полировка и обработка этих сильно асферических и невращательно-симметричных зеркальных сегментов представляет собой серьезную проблему. Традиционные средства оптического тестирования сравнивают поверхность со сферическим эталоном с помощью корректора нуля . В последние годы компьютерные голограммы (CGH) начали дополнять корректоры нуля в испытательных установках для сложных асферических поверхностей. На рис. 15 показано, как это делается. В отличие от рисунка, реальные CGH имеют межстрочный интервал порядка от 1 до 10 мкм. Когда лазерный свет проходит через CGH, дифрагированный луч нулевого порядка не подвергается модификации волнового фронта. Однако волновой фронт дифрагированного луча первого порядка модифицируется, чтобы соответствовать желаемой форме исследуемой поверхности. В проиллюстрированной испытательной установке интерферометра Физо дифрагированный луч нулевого порядка направлен к сферической опорной поверхности, а дифрагированный луч первого порядка направлен к испытательной поверхности таким образом, что два отраженных луча объединяются, образуя интерференционные полосы. Для самых внутренних зеркал можно использовать ту же самую испытательную установку, что и для самых внешних, при этом необходимо заменить только CGH. [64]

Рисунок 15. Оптическое тестирование с помощью интерферометра Физо и компьютерной голограммы.

Кольцевые лазерные гироскопы (РЛГ) и волоконно-оптические гироскопы (ВОГ) представляют собой интерферометры, используемые в навигационных системах. Они действуют по принципу эффекта Саньяка . Разница между РЛГ и ВОГ заключается в том, что в ЛГ все кольцо является частью лазера, тогда как в ВОГ внешний лазер инжектирует встречные лучи в оптоволоконное кольцо, и вращение системы затем вызывает относительный фазовый сдвиг. между этими лучами. В РЛГ наблюдаемый сдвиг фазы пропорционален накопленному вращению, тогда как в ВОГ наблюдаемый сдвиг фазы пропорционален угловой скорости. [65]

В телекоммуникационных сетях гетеродинирование используется для перемещения частот отдельных сигналов в разные каналы, которые могут использовать одну физическую линию передачи. Это называется мультиплексированием с частотным разделением (FDM). Например, коаксиальный кабель, используемый системой кабельного телевидения, может передавать 500 телевизионных каналов одновременно, поскольку каждому из них присвоена разная частота, поэтому они не мешают друг другу. детекторы непрерывного действия (CW) Доплеровские радар- по сути представляют собой гетеродинные устройства обнаружения, которые сравнивают прошедшие и отраженные лучи. [66]

Оптическое гетеродинное обнаружение используется для когерентных доплеровских лидарных измерений, способных обнаруживать очень слабый свет, рассеянный в атмосфере, и с высокой точностью контролировать скорость ветра. Он находит применение в оптоволоконной связи , в различных спектроскопических методах высокого разрешения, а самогетеродинный метод можно использовать для измерения ширины линии лазера. [9] [67]

Рис. 16. Гребень частот лазера с синхронизацией мод. Пунктирные линии представляют собой экстраполяцию модовых частот к частоте смещения несущей-огибающей (CEO). Вертикальная серая линия представляет собой неизвестную оптическую частоту. Горизонтальные черные линии обозначают два измерения самой низкой частоты биений.

Оптическое гетеродинное детектирование является важным методом, используемым при высокоточных измерениях частот оптических источников, а также при стабилизации их частот. требовались длинные частотные цепочки Еще сравнительно несколько лет назад для соединения микроволновой частоты цезия или другого атомного источника времени с оптическими частотами . На каждом этапе цепочки умножитель частоты будет использоваться для создания гармоники частоты этого шага, которая будет сравниваться с помощью гетеродинного обнаружения со следующим шагом (выход микроволнового источника, дальнего инфракрасного лазера, инфракрасного лазера, или видимый лазер). Каждое измерение одной спектральной линии требовало нескольких лет усилий по построению специальной частотной цепочки. оптических В настоящее время гребенки частот представляют собой гораздо более простой метод измерения оптических частот. Если лазер с синхронизацией мод модулируется для формирования последовательности импульсов, его спектр состоит из несущей частоты, окруженной близко расположенной гребенкой оптических волн. боковые частоты с разносом, равным частоте повторения импульсов (рис. 16). Частота повторения импульсов привязана к частоте стандарта частоты , а частоты гребенчатых элементов на красном конце спектра удваиваются и гетеродинируются с частотами гребенчатых элементов на синем конце спектра, что позволяет служить собственной ссылкой. Таким образом, привязка выходного сигнала гребенки частот к атомарному стандарту может быть выполнена за один этап. Для измерения неизвестной частоты выходной сигнал гребенки частот распределяется по спектру. Неизвестная частота перекрывается соответствующим спектральным сегментом гребенки и измеряется частота результирующих гетеродинных биений. [68] [69]

Одним из наиболее распространенных промышленных применений оптической интерферометрии является использование универсального измерительного инструмента для высокоточного исследования топографии поверхности. Популярные методы интерферометрических измерений включают интерферометрию с фазовым сдвигом (PSI), [70] и вертикальная сканирующая интерферометрия (VSI), [71] также известный как сканирующая интерферометрия белого света (SWLI) или термин ISO, сканирующая когерентная интерферометрия (CSI), [72] CSI использует когерентность для расширения диапазона возможностей интерференционной микроскопии. [73] [74] Эти методы широко используются в производстве микроэлектроники и микрооптики. PSI использует монохроматический свет и обеспечивает очень точные измерения; однако его можно использовать только для очень гладких поверхностей. CSI часто использует белый свет и высокие числовые апертуры и вместо того, чтобы смотреть на фазу полос, как это делает PSI, ищет наилучшее положение максимального контраста полос или какую-либо другую особенность общего рисунка полос. В своей простейшей форме CSI обеспечивает менее точные измерения, чем PSI, но его можно использовать на шероховатых поверхностях. Некоторые конфигурации CSI, также известные как Enhanced VSI (EVSI), SWLI высокого разрешения или анализ частотной области (FDA), используют эффекты когерентности в сочетании с фазой помех для повышения точности. [75] [76]

Рисунок 17. Интерферометры фазового и когерентного сканирования.

Фазовая интерферометрия решает несколько проблем, связанных с классическим анализом статических интерферограмм. Классически измеряют положение краевых центров. Как видно на рис. 13, отклонения полос от прямолинейности и одинакового расстояния служат мерой аберрации. Ошибки в определении местоположения центров полос представляют собой неотъемлемый предел точности классического анализа, и любые изменения интенсивности на интерферограмме также вносят ошибку. Существует компромисс между точностью и количеством точек данных: близко расположенные полосы дают множество точек данных низкой точности, тогда как широко разнесенные полосы обеспечивают небольшое количество точек данных высокой точности. Поскольку данные о центре полос — это все, что можно использовать в классическом анализе, вся остальная информация, которая теоретически может быть получена путем детального анализа изменений интенсивности в интерферограмме, отбрасывается. [77] [78] Наконец, при статических интерферограммах необходима дополнительная информация для определения полярности волнового фронта: На рис. 13 видно, что испытуемая поверхность справа отклоняется от плоскостности, но по этому единственному изображению нельзя сказать, является ли это отклонение от плоскостности является вогнутым или выпуклым. Традиционно эта информация будет получена с использованием неавтоматизированных средств, например, путем наблюдения за направлением движения полос при нажатии на эталонную поверхность. [79]

Интерферометрия с фазовым сдвигом преодолевает эти ограничения, поскольку не полагается на поиск центров полос, а скорее собирает данные об интенсивности из каждой точки ПЗС- датчика изображения. Как видно на рис. 17, несколько интерферограмм (не менее трех) анализируются со сдвигом эталонной оптической поверхности на точную долю длины волны между каждым экспонированием с использованием пьезоэлектрического преобразователя (ЦТС). Альтернативно, точные фазовые сдвиги могут быть введены путем модуляции частоты лазера. [80] Захваченные изображения обрабатываются компьютером для расчета ошибок оптического волнового фронта. Точность и воспроизводимость PSI намного выше, чем это возможно при статическом анализе интерферограмм, при этом повторяемость измерений составляет сотую долю длины волны. [77] [78] Технология фазового сдвига была адаптирована к различным типам интерферометров, таким как Твайман-Грин, Маха-Цендер, лазерный Физо, и даже к обычным конфигурациям пути, таким как интерферометры точечной дифракции и интерферометры бокового сдвига. [79] [81] В более общем плане методы фазового сдвига можно адаптировать практически к любой системе, использующей полосы для измерений, например, к голографической и спекл-интерферометрии. [79]

Рисунок 18. Полулунные клетки Nepenthes khasiana , визуализированные с помощью сканирующей интерферометрии белого света (SWLI).
Рисунок 19. Интерферометр Тваймана – Грина, настроенный как сканер белого света.

В когерентной сканирующей интерферометрии [82] интерференция достигается только тогда, когда задержки интерферометра на длине пути совпадают со временем когерентности источника света. CSI контролирует контраст полос, а не фазу полос. [2] : 105  На рис. 17 показан микроскоп CSI с интерферометром Мирау в объективе; другие формы интерферометра, используемые с белым светом, включают интерферометр Майкельсона (для объективов с малым увеличением, где опорное зеркало в объективе Мирау будет перекрывать слишком большую часть апертуры) и интерферометр Линника (для объективов с большим увеличением и ограниченным рабочим расстоянием). [83] Образец (или, альтернативно, объектив) перемещается вертикально по всему диапазону высот образца, и для каждого пикселя определяется положение максимального контраста полос. [73] [84] Главное преимущество когерентной сканирующей интерферометрии заключается в том, что можно проектировать системы, которые не страдают от двусмысленности 2 пи, свойственной когерентной интерферометрии. [85] [86] [87] и, как видно на рис. 18, на котором сканируется объем 180×140×10 мкм, он хорошо подходит для профилирования ступенек и шероховатых поверхностей. Осевое разрешение системы частично определяется длиной когерентности источника света. [88] [89] в процессе обработки Промышленные применения включают в себя метрологию поверхности , измерение шероховатости, 3D-метрологию поверхности в труднодоступных местах и ​​агрессивных средах, профилометрию поверхностей с высокими пропорциями (канавки, каналы, отверстия) и измерение толщины пленки (полу- проводниковая и оптическая промышленность и др.). [90] [91]

На рис. 19 показан интерферометр Тваймана-Грина, установленный для сканирования макроскопического объекта в белом свете.

Голографическая интерферометрия — это метод, который использует голографию для мониторинга небольших деформаций в одноволновых реализациях. В многоволновых реализациях он используется для выполнения размерной метрологии крупных деталей и сборок, а также для обнаружения более крупных поверхностных дефектов. [2] : 111–120 

Голографическая интерферометрия была открыта случайно в результате ошибок, допущенных при изготовлении голограмм. Ранние лазеры были относительно слабыми, а фотопластинки нечувствительными, что требовало длительной выдержки, во время которой в оптической системе могли возникать вибрации или незначительные сдвиги. Полученные голограммы, на которых был изображен голографический объект, покрытый бахромой, считались испорченными. [92]

В конце концов, несколько независимых групп экспериментаторов в середине 60-х годов поняли, что полосы закодировали важную информацию об изменениях размеров, происходящих с объектом, и начали намеренно создавать голографические двойные экспозиции. Основная статья «Голографическая интерферометрия» посвящена спорам о приоритете открытия, возникшим при выдаче патента на этот метод. [93]

Двух- и многоэкспозиционная голография — один из трех методов создания голографических интерферограмм. Первая экспозиция фиксирует объект в ненапряженном состоянии. Последующие снимки на той же фотопластине производятся, когда объект подвергается некоторой нагрузке. Составное изображение отображает разницу между напряженным и ненапряженным состояниями. [94]

Голография в реальном времени — второй метод создания голографических интерферограмм. Создается голография ненапряженного объекта. Эта голограмма освещается опорным лучом для создания голограммного изображения объекта, непосредственно наложенного на сам исходный объект, в то время как объект подвергается некоторой нагрузке. Волны объекта из этого голограммного изображения будут интерферировать с новыми волнами, исходящими от объекта. Этот метод позволяет в реальном времени отслеживать изменения формы. [94]

Третий метод, усредненная по времени голография, предполагает создание голограммы, когда объект подвергается периодическому напряжению или вибрации. Это дает визуальное изображение картины вибрации. [94]

  • Рисунок 20. Изображение InSAR Килауэа, Гавайи, на котором видны полосы, вызванные деформацией местности за шестимесячный период.
    Рисунок 20. Изображение InSAR Килауэа, Гавайи, на котором видны полосы, вызванные деформацией местности за шестимесячный период.
  • Рисунок 21. Полосы ESPI, показывающие режим вибрации зажатой квадратной пластины.
    Рисунок 21. Полосы ESPI, показывающие режим вибрации зажатой квадратной пластины.

Интерферометрический радар с синтезированной апертурой (InSAR) — это радиолокационный метод, используемый в геодезии и дистанционном зондировании . Спутниковые радиолокационные изображения с синтезированной апертурой географического объекта снимаются в отдельные дни, а изменения, произошедшие между радиолокационными изображениями, полученными в отдельные дни, записываются как полосы, аналогичные тем, которые получаются с помощью голографической интерферометрии. Этот метод позволяет отслеживать деформации в масштабе от сантиметра до миллиметра, возникающие в результате землетрясений, вулканов и оползней, а также находит применение в строительном проектировании, в частности, для мониторинга просадки и устойчивости конструкций. На рис. 20 показан Килауэа, действующий вулкан на Гавайях. Данные, полученные с помощью радара с синтезированной апертурой X-диапазона космического корабля "Индевор" 13 апреля 1994 г. и 4 октября 1994 г., были использованы для создания интерферометрических полос, которые были наложены на изображение Килауэа X-SAR. [95]

Электронная интерферометрия с спекл-паттернами (ESPI), также известная как телевизионная голография, использует обнаружение и запись видео для создания изображения объекта, на которое накладывается узор полос, который представляет собой смещение объекта между записями. (см. рис. 21) Полосы аналогичны полученным в голографической интерферометрии. [2] : 111–120  [96]

Когда впервые были изобретены лазеры, лазерные спеклы считались серьезным недостатком использования лазеров для освещения объектов, особенно при голографическом изображении, из-за создаваемого зернистого изображения. Позже выяснилось, что спекл-паттерны могут нести информацию о деформациях поверхности объекта. Баттерс и Леендерц разработали технику интерферометрии спекл-паттернов в 1970 году. [97] и с тех пор спекл использовался во множестве других приложений. Делают фотографию спекл-рисунка до деформации, а вторую фотографию спекл-рисунка делают после деформации. Цифровое вычитание двух изображений приводит к образованию корреляционного рисунка полос, где полосы представляют собой линии равной деформации. Короткие лазерные импульсы наносекундного диапазона можно использовать для регистрации очень быстрых переходных процессов. Существует фазовая проблема: в отсутствие другой информации невозможно отличить контурные линии, обозначающие пик, от контурных линий, обозначающих впадину. Чтобы решить проблему фазовой неоднозначности, ESPI можно комбинировать с методами фазового сдвига. [98] [99]

Метод установления точных геодезических базовых линий, изобретенный Юрьё Вяйсяля , основан на низкой длине когерентности белого света. Первоначально белый свет был разделен на две части, при этом опорный луч «сложился», шесть раз отражаясь вперед и назад между парой зеркал, расположенных на расстоянии ровно 1 м друг от друга. Только если тестовый путь точно в 6 раз превышал эталонный путь, можно было бы увидеть полосы. Повторное применение этой процедуры позволило точно измерить расстояния до 864 метров. Установленные таким образом исходные линии использовались для калибровки геодезического оборудования для измерения расстояний, что привело к созданию метрологически отслеживаемой шкалы геодезических сетей , измеряемых этими инструментами. [100] (Этот метод был заменен GPS.)

Другие применения интерферометров заключались в изучении дисперсии материалов, измерении комплексных показателей преломления и тепловых свойств. Они также используются для трехмерного картирования движения, включая картирование вибрационных моделей структур. [75]

Биология и медицина

[ редактировать ]

Оптическая интерферометрия, применяемая в биологии и медицине, обеспечивает чувствительные метрологические возможности для измерения биомолекул, субклеточных компонентов, клеток и тканей. [101] Многие формы биосенсоров без меток основаны на интерферометрии, поскольку прямое взаимодействие электромагнитных полей с локальной поляризуемостью молекул устраняет необходимость во флуоресцентных метках или маркерах наночастиц . В более широком масштабе клеточная интерферометрия имеет общие аспекты с фазово-контрастной микроскопией, но включает гораздо более широкий класс фазочувствительных оптических конфигураций, которые основаны на оптической интерференции между клеточными компонентами посредством преломления и дифракции. В масштабе ткани частично когерентное распространение вперед рассеянного света через микроаберрации и неоднородность структуры ткани открывает возможности для использования фазочувствительного стробирования (оптическая когерентная томография), а также фазочувствительной флуктуационной спектроскопии для изображения тонких структурных и динамических свойств. .


Рисунок 22. Типичная оптическая схема одноточечной ОКТ. 		     
Рисунок 23. Центральная серозная ретинопатия , изображение с использованием
оптическая когерентная томография

Оптическая когерентная томография (ОКТ) — это метод медицинской визуализации, использующий низкокогерентную интерферометрию для томографической визуализации микроструктур внутренних тканей. Как видно на рис. 22, ядром типичной системы ОКТ является интерферометр Майкельсона. Одно плечо интерферометра фокусируется на образце ткани и сканирует его в продольном растровом узоре XY. Другое плечо интерферометра отражается от эталонного зеркала. Отраженный свет от образца ткани объединяется с отраженным светом от эталона. Из-за низкой когерентности источника света интерферометрический сигнал наблюдается только на ограниченной глубине образца. Таким образом, сканирование XY фиксирует один тонкий оптический срез образца за раз. Выполняя несколько сканирований и перемещая эталонное зеркало между каждым сканированием, можно восстановить полное трехмерное изображение ткани. [102] [103] Недавние достижения были направлены на объединение нанометрового восстановления фазы когерентной интерферометрии с возможностью определения дальности низкокогерентной интерферометрии. [75]

  • Рисунок 24. Клетка спирогиры (отделенная от нити водоросли) в условиях фазового контраста.
    Рисунок 24. Клетка спирогиры (отделенная от нити водоросли) в условиях фазового контраста.
  • Рисунок 25. Неспорулированная ооциста Toxoplasma gondii, дифференциальный интерференционный контраст.
    Рисунок 25. Неспорулированная ооциста Toxoplasma gondii , дифференциальный интерференционный контраст.
  • Рис. 26. Фазово-контрастное рентгеновское изображение паука высокого разрешения.
    Рис. 26. Фазово-контрастное рентгеновское изображение паука высокого разрешения.

Фазово-контрастная и дифференциально-интерференционно-контрастная (ДИК) микроскопия являются важными инструментами в биологии и медицине. Большинство клеток животных и одноклеточных организмов имеют очень слабый цвет, а их внутриклеточные органеллы почти полностью невидимы при простом ярком освещении . Эти структуры можно сделать видимыми путем окрашивания образцов, но процедуры окрашивания отнимают много времени и убивают клетки. Как видно на рис. 24 и 25, фазовый контраст и ДИК-микроскопы позволяют изучать неокрашенные живые клетки. [104] ДИК также имеет небиологические применения, например, при анализе обработки планарных кремниевых полупроводников .

Низкокогерентная интерферометрия с угловым разрешением (a/LCI) использует рассеянный свет для измерения размеров субклеточных объектов, включая ядра клеток . Это позволяет совмещать интерферометрические измерения глубины с измерениями плотности. Были обнаружены различные корреляции между состоянием здоровья тканей и измерениями субклеточных объектов. Например, было обнаружено, что по мере того, как ткань меняется от нормальной к раковой, средний размер ядер клеток увеличивается. [105] [106]

Фазово-контрастная рентгеновская визуализация (рис. 26) относится к множеству методов, которые используют фазовую информацию когерентного рентгеновского луча для изображения мягких тканей. (Более элементарное обсуждение см. в разделе «Фазово-контрастная рентгеновская визуализация» (введение) . Более подробный обзор см. в разделе « Фазово-контрастная рентгеновская визуализация» .) Это стало важным методом визуализации клеточных и гистологических структур в широкий спектр биологических и медицинских исследований. Существует несколько технологий, используемых для получения рентгеновских фазово-контрастных изображений, каждая из которых использует разные принципы преобразования фазовых изменений рентгеновских лучей, выходящих из объекта, в изменения интенсивности. [107] [108] К ним относятся фазовый контраст на основе распространения, [109] Талбота , интерферометрия [108] муара , Интерферометрия в дальнем поле на основе [110] визуализация с усилением рефракции, [111] и рентгеновская интерферометрия. [112] Эти методы обеспечивают более высокий контраст по сравнению с обычным рентгеновским изображением с абсорбционным контрастом, что позволяет увидеть более мелкие детали. Недостатком является то, что эти методы требуют более сложного оборудования, такого как синхротронные или микрофокусные источники рентгеновского излучения, рентгеновская оптика или детекторы рентгеновского излучения высокого разрешения.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Банч, Брайан Х; Хеллеманс, Александр (апрель 2004 г.). История науки и техники . Хоутон Миффлин Харкорт. п. 695 . ISBN  978-0-618-22123-3 .
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Харихаран, П. (2007). Основы интерферометрии . Elsevier Inc. ISBN  978-0-12-373589-8 .
  3. ^ Патель, Р.; Ачамфуо-Йебоа, С.; Лайт Р.; Кларк М. (2014). «Широкопольная двухлазерная интерферометрия» . Оптика Экспресс . 22 (22): 27094–27101. Бибкод : 2014OExpr..2227094P . дои : 10.1364/OE.22.027094 . ПМИД   25401860 .
  4. ^ Т.Янг, «Бейкеровская лекция: эксперименты и расчеты относительно физической оптики», Philosophical Transactions of the Royal Society of London 94 (1804): 1–16.
  5. ^ Кипнис, Наум (1991). История принципа интерференции света . дои : 10.1007/978-3-0348-8652-9 . ISBN  978-3-0348-9717-4 .
  6. ^ Ж. Леке, Франсуа Араго, французский гуманист и пионер астрофизики XIX века (Springer International Publishing: Выходные данные: Springer, 2015).
  7. ^ Нолти, Дэвид Д. (2023). Интерференция: история оптической интерферометрии и ученые, приручившие свет (Oxford University Press, 2023) . Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0192869760 . стр. 99-108
  8. ^ Нолте, Вмешательство, стр. 111.
  9. ^ Перейти обратно: а б с д Пашотта, Рюдигер. «Оптический гетеродинный детектор» . РП Фотоникс Консалтинг ГмбХ . Проверено 1 апреля 2012 г.
  10. ^ Пул, Ян. «Супергетеродинный или супергетеродинный радиоприемник» . Радио-Электроника.com . Проверено 22 июня 2012 г.
  11. ^ Патель, Р.; Ачамфуо-Йебоа, С.; Лайт Р.; Кларк М. (2011). «Широкопольная гетеродинная интерферометрия с использованием специальной КМОП-камеры с модулированным светом» . Оптика Экспресс . 19 (24): 24546–24556. Бибкод : 2011OExpr..1924546P . дои : 10.1364/OE.19.024546 . ПМИД   22109482 .
  12. ^ Маллик, С.; Малакара, Д. (2007). «Интерферометры общего пути». Тестирование оптического цеха . п. 97. дои : 10.1002/9780470135976.ch3 . ISBN  978-0-470-13597-6 .
  13. ^ Верма, РК (2008). Волновая оптика . Издательство Дискавери. стр. 97–110. ISBN  978-81-8356-114-3 .
  14. ^ Колесниченко Павел; Виттенбехер, Лукас; Зигмантас, Донатас (2020). «Полностью симметричный бездисперсионный стабильный интерферометр Майкельсона с пропускающей решеткой» . Оптика Экспресс . 28 (25): 37752–37757. Бибкод : 2020OExpr..2837752K . дои : 10.1364/OE.409185 . ПМИД   33379604 .
  15. ^ «Интерференционные устройства – Введение» . OPI – Оптика для инженера . Проверено 1 апреля 2012 г.
  16. ^ Ингрэм Тейлор, сэр Джеффри (1909). «Интерференционные полосы слабого света» (PDF) . Учеб. Кэмб. Фил. Соц . 15 :114 . Проверено 2 января 2013 г.
  17. ^ Йонссон, К. (1961). «Электронная интерференция в нескольких искусственно созданных тонких щелях». Журнал физики . 161 (4): 454–474. Бибкод : 1961ZPhy..161..454J . дои : 10.1007/BF01342460 . S2CID   121659705 .
  18. ^ Йонссон, К. (1974). «Дифракция электронов на нескольких щелях». Американский журнал физики . 4 (1): 4–11. Бибкод : 1974AmJPh..42....4J . дои : 10.1119/1.1987592 .
  19. ^ Арндт, М.; Цайлингер, А. (2004). «Неопределенность Гейзенберга и интерферометрия волн материи с большими молекулами» . В Бушхорне, Джорджия; Весс, Дж. (ред.). Фундаментальная физика - Гейзенберг и не только: симпозиум, посвященный столетию Вернера Гейзенберга «Развитие современной физики» . Спрингер. стр. 35–52. ISBN  978-3-540-20201-1 .
  20. ^ Кэрролл, Бретт. «Простое зеркало Ллойда» (PDF) . Американская ассоциация учителей физики . Проверено 5 апреля 2012 г.
  21. ^ Сервей, РА; Джуэтт, JW (2010). Принципы физики: текст, основанный на исчислении, Том 1 . Брукс Коул. п. 905. ИСБН  978-0-534-49143-7 .
  22. ^ «Руководство по использованию интерферометра Физо при оптических испытаниях» (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 25 сентября 2018 года . Проверено 8 апреля 2012 г.
  23. ^ «Интерференционные устройства – Интерферометр Физо» . Оптика для инженера . Проверено 8 апреля 2012 г.
  24. ^ Зети, КП; Адамс, Сан-Франциско; Токнелл, Р.М. «Как работает интерферометр Маха – Цендера?» (PDF) . Физический факультет Вестминстерской школы, Лондон . Проверено 8 апреля 2012 г.
  25. ^ Ашкенас, Гарри И. (1950). Проектирование и изготовление интерферометра Маха – Цендера для использования с трансзвуковой аэродинамической трубой GALCIT. Кандидатская диссертация (англ.). Калифорнийский технологический институт. дои : 10.7907/D0V1-MJ80 .
  26. ^ Бетцлер, Клаус. «Интерферометр Фабри – Перо» (PDF) . Кафедра физики Оснабрюкского университета . Проверено 8 апреля 2012 г.
  27. ^ Нолти, Дэвид Д. (2012). Оптическая интерферометрия в биологии и медицине . Спрингер. стр. 17–26. Бибкод : 2012oibm.book.....N . ISBN  978-1-4614-0889-5 .
  28. ^ Майкельсон, А.А.; Морли, EW (1887). «Об относительном движении Земли и светоносном эфире» (PDF) . Американский научный журнал . 34 (203): 333–345. Бибкод : 1887AmJS...34..333M . дои : 10.2475/ajs.s3-34.203.333 . S2CID   124333204 . Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2016 г. Проверено 9 апреля 2012 г.
  29. ^ Миллер, Дейтон К. (1933). «Эксперимент по эфирному дрейфу и определение абсолютного движения Земли». Обзоры современной физики . 5 (3): 203–242. Бибкод : 1933РвМП....5..203М . дои : 10.1103/RevModPhys.5.203 . S2CID   4119615 . Для наблюдений были выбраны полосы белого света, поскольку они состоят из небольшой группы полос, имеющих центральную, четко очерченную черную полосу, которая образует постоянную нулевую отметку для всех показаний.
  30. ^ Мюллер, Х.; Херрманн, С.; Браксмайер, К.; Шиллер, С.; Питерс, А. (2003). «Современный эксперимент Майкельсона-Морли с использованием криогенных оптических резонаторов». Физ. Преподобный Летт . 91 (2): 020401. arXiv : физика/0305117 . Бибкод : 2003PhRvL..91b0401M . doi : 10.1103/PhysRevLett.91.020401 . ПМИД   12906465 . S2CID   15770750 .
  31. ^ Эйзель, К.; Невский, А.; Шиллер, С. (2009). «Лабораторное испытание изотропии распространения света на уровне 10-17». Письма о физических отзывах . 103 (9): 090401. Бибкод : 2009PhRvL.103i0401E . doi : 10.1103/PhysRevLett.103.090401 . ПМИД   19792767 . S2CID   33875626 .
  32. ^ Херрманн, С.; Сенгер, А.; Мёле, К.; Нагель, М.; Ковальчук Е.; Питерс, А. (2009). «Эксперимент с вращающимся оптическим резонатором, проверяющий лоренц-инвариантность на уровне 10-17». Физический обзор D . 80 (10): 105011. arXiv : 1002.1284 . Бибкод : 2009PhRvD..80j5011H . дои : 10.1103/PhysRevD.80.105011 . S2CID   118346408 .
  33. ^ Шеррер, PH; Богарт, РС; Буш, Род-Айленд; Хоксема, Дж.; Косовичев А.Г.; Шу, Дж. (1995). «Исследование солнечных колебаний - доплеровский тепловизор Майкельсона». Солнечная физика . 162 (1–2): 129–188. Бибкод : 1995SoPh..162..129S . дои : 10.1007/BF00733429 . S2CID   189848134 .
  34. ^ Инсульт, ГВ; Фанкхаузер, AT (1965). «Спектроскопия с преобразованием Фурье с использованием голографического изображения без вычислений и с помощью стационарных интерферометров» (PDF) . Письма по физике . 16 (3): 272–274. Бибкод : 1965PhL....16..272S . дои : 10.1016/0031-9163(65)90846-2 . hdl : 2027.42/32013 . Проверено 2 апреля 2012 г.
  35. ^ Гэри, Джорджия; Баласубраманиам, К.С. «Дополнительные примечания относительно выбора многоэталонной системы для ATST» (PDF) . Передовые технологии солнечного телескопа. Архивировано из оригинала (PDF) 10 августа 2010 года . Проверено 29 апреля 2012 г.
  36. ^ «Спектрометрия методом преобразования Фурье» . OPI – Оптика для инженера . Проверено 3 апреля 2012 г.
  37. ^ «Солнечные бури Хэллоуина 2003: Ультрафиолетовое излучение SOHO/EIT, 195 °C» . Студия научной визуализации НАСА/Центра космических полетов Годдарда. 2 апреля 2008 года . Проверено 20 июня 2012 г.
  38. ^ «ЛИГО-Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория» . Калтех/МТИ . Проверено 4 апреля 2012 г.
  39. ^ Кастельвекки, Давиде; Витце, Александра (11 февраля 2016 г.). «Наконец-то найдены гравитационные волны Эйнштейна» . Новости природы . дои : 10.1038/nature.2016.19361 . S2CID   182916902 . Проверено 11 февраля 2016 г. .
  40. ^ Шевалериас, Р.; Латрон, Ю.; Верет, К. (1957). «Методы интерферометрии, применяемые для визуализации течений в аэродинамических трубах». Журнал Оптического общества Америки . 47 (8): 703. Бибкод : 1957JOSA...47..703C . дои : 10.1364/JOSA.47.000703 .
  41. ^ Ристич, Славица. «Методы визуализации потоков в аэродинамических трубах - оптические методы (Часть II)» (PDF) . Военно-технический институт, Сербия . Проверено 6 апреля 2012 г.
  42. ^ Париж, MGA (1999). «Запутывание и видимость на выходе интерферометра Маха – Цендера» (PDF) . Физический обзор А. 59 (2): 1615–1621. arXiv : Quant-ph/9811078 . Бибкод : 1999PhRvA..59.1615P . дои : 10.1103/PhysRevA.59.1615 . S2CID   13963928 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2016 года . Проверено 2 апреля 2012 г.
  43. ^ Хаак, Г.Р.; Фёрстер, Х.; Бюттикер, М. (2010). «Обнаружение четности и запутанность с помощью интерферометра Маха – Цендера». Физический обзор B . 82 (15): 155303. arXiv : 1005.3976 . Бибкод : 2010PhRvB..82o5303H . дои : 10.1103/PhysRevB.82.155303 . S2CID   119261326 .
  44. ^ Перейти обратно: а б Монье, Джон Д. (2003). «Оптическая интерферометрия в астрономии» (PDF) . Отчеты о прогрессе в физике . 66 (5): 789–857. arXiv : astro-ph/0307036 . Бибкод : 2003РПФ...66..789М . дои : 10.1088/0034-4885/66/5/203 . hdl : 2027.42/48845 . S2CID   887574 .
  45. ^ «Космическая калибровка» . www.eso.org . Проверено 10 октября 2016 г.
  46. ^ Мальбет, Ф.; Керн, П.; Шанен-Дюпор, И.; Бергер, Ж.-П.; Руссле-Перро, К.; Бенек, П. (1999). «Интегральная оптика для астрономической интерферометрии». Астрон. Астрофиз. Доп. Сер . 138 : 135–145. arXiv : astro-ph/9907031 . Бибкод : 1999A&AS..138..135M . дои : 10.1051/aas:1999496 . S2CID   15342344 .
  47. ^ Болдуин, Дж. Э.; Ханифф, Калифорния (2002). «Применение интерферометрии для получения оптических астрономических изображений». Фил. Пер. Р. Сок. Лонд. А. ​ 360 (1794): 969–986. Бибкод : 2002RSPTA.360..969B . дои : 10.1098/rsta.2001.0977 . ПМИД   12804289 . S2CID   21317560 .
  48. ^ Чжао, М.; Гис, Д.; Моннье, доктор медицинских наук; Тюро, Н.; Педретти, Э.; Барон, Ф.; Меранд, А.; Тен Бруммелаар, Т.; Макалистер, Х.; Риджуэй, Северная Каролина; Тернер, Н.; Штурманн Дж.; Штурманн, Л.; Фаррингтон, К.; Голдфингер, Пи Джей (2008). «Первые разрешенные изображения затменной и взаимодействующей двойной β-лиры». Астрофизический журнал . 684 (2): L95. arXiv : 0808.0932 . Бибкод : 2008ApJ...684L..95Z . дои : 10.1086/592146 . S2CID   17510817 .
  49. ^ Герлих, С.; Эйбенбергер, С.; Томандл, М.; Ниммрихтер, С.; Хорнбергер, К.; Фэган, Пи Джей; Тюксен, Дж.; Мэр, М.; Арндт, М. (2011). «Квантовая интерференция крупных органических молекул» . Природные коммуникации . 2 : 263–. Бибкод : 2011NatCo...2..263G . дои : 10.1038/ncomms1263 . ПМК   3104521 . ПМИД   21468015 .
  50. ^ Хорнбергер, Клаус; Герлих, Стефан; Хаслингер, Филипп; Ниммрихтер, Стефан; Арндт, Маркус (8 февраля 2012 г.). «\textit{Коллоквиум}: Квантовая интерференция кластеров и молекул». Обзоры современной физики . 84 (1): 157–173. arXiv : 1109.5937 . Бибкод : 2012RvMP...84..157H . дои : 10.1103/RevModPhys.84.157 . S2CID   55687641 .
  51. ^ Эйбенбергер, Сандра; Герлих, Стефан; Арндт, Маркус; Мэр Марсель; Тюксен, Йенс (14 августа 2013 г.). «Материйно-волновая интерференция частиц, выбранных из молекулярной библиотеки с массой более 10000 а.е.м.». Физическая химия Химическая физика . 15 (35): 14696–700. arXiv : 1310.8343 . Бибкод : 2013PCCP...1514696E . дои : 10.1039/C3CP51500A . ISSN   1463-9084 . ПМИД   23900710 . S2CID   3944699 .
  52. ^ Леманн, М; Лихте, Х. (декабрь 2002 г.). «Учебник по внеосевой электронной голографии». Микроск. Микроанал . 8 (6): 447–66. Бибкод : 2002MiMic...8..447L . дои : 10.1017/S1431927602029938 . ПМИД   12533207 . S2CID   37980394 .
  53. ^ Тономура, А. (1999). Электронная голография (2-е изд.). Спрингер. ISBN  978-3-540-64555-9 .
  54. ^ Кляйн, Т. (2009). «Нейтронная интерферометрия: история трех континентов» . Новости еврофизики . 40 (6): 24–26. Бибкод : 2009ENews..40...24K . дои : 10.1051/epn/2009802 .
  55. ^ Димопулос, С.; Грэм, PW; Хоган, Дж. М.; Касевич, М.А. (2008). «Общие релятивистские эффекты в атомной интерферометрии». Физ. Преподобный Д. 78 (42003): 042003.arXiv : 0802.4098 . Бибкод : 2008PhRvD..78d2003D . doi : 10.1103/PhysRevD.78.042003 . S2CID   119273854 .
  56. ^ Мариани, З.; Стронг, К.; Вольф, М.; и др. (2012). «Инфракрасные измерения в Арктике с использованием двух интерферометров излучения атмосферы» . Атмосфера. Измер. Тех . 5 (2): 329–344. Бибкод : 2012AMT.....5..329M . дои : 10.5194/amt-5-329-2012 .
  57. ^ Мантравади, М.В.; Малакара, Д. (2007). «Интерферометры Ньютона, Физо и Хайдингера». Тестирование оптического цеха . п. 1. дои : 10.1002/9780470135976.ch1 . ISBN  978-0-470-13597-6 .
  58. ^ Малакара, Д. (2007). «Интерферометр Тваймана – Грина». Тестирование оптического цеха . стр. 46–96. дои : 10.1002/9780470135976.ch2 . ISBN  978-0-470-13597-6 .
  59. ^ Майкельсон, А.А. (1918). «О коррекции оптических поверхностей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 4 (7): 210–212. Бибкод : 1918PNAS....4..210M . дои : 10.1073/pnas.4.7.210 . ПМК   1091444 . ПМИД   16576300 .
  60. ^ «Интерференционные устройства - Интерферометр Тваймана – Грина» . OPI – Оптика для инженера . Проверено 4 апреля 2012 г.
  61. ^ Хайдеман, Р.Г.; Койман, РПХ; Греве, Дж. (1993). «Производительность высокочувствительного оптического волноводного иммуносенсора интерферометра Маха – Цендера». Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 10 (3): 209–217. Бибкод : 1993SeAcB..10..209H . CiteSeerX   10.1.1.556.5526 . дои : 10.1016/0925-4005(93)87008-D .
  62. ^ Оливер, штат Вашингтон; Ю, Ю.; Ли, Джей Си; Берггрен, КК; Левитов, Л.С.; Орландо, ТП (2005). «Интерферометрия Маха – Цендера в сильно управляемом сверхпроводящем кубите». Наука . 310 (5754): 1653–1657. arXiv : cond-mat/0512691 . Бибкод : 2005Sci...310.1653O . дои : 10.1126/science.1119678 . ПМИД   16282527 . S2CID   46509116 .
  63. ^ Нерадко, Л.; Горецкий, К.; ЙоЦвик, М.; Шабац, А.; Хоффманн, Р.; Берц, А. (2006). «Изготовление и оптическая упаковка интегрированного интерферометра Маха – Цендера поверх подвижного микрозеркала». Журнал микро/нанолитографии, MEMS и MOEMS . 5 (2): 023009. Бибкод : 2006JMM&M...5b3009N . дои : 10.1117/1.2203366 .
  64. ^ Бердж, Дж. Х.; Чжао, К.; Дубин, М. (2010). «Измерение сегментов асферического зеркала с использованием интерферометрии Физо с коррекцией CGH» (PDF) . Труды SPIE . Современные технологии в космических и наземных телескопах и приборостроении. 7739 : 773902. Бибкод : 2010SPIE.7739E..02B . дои : 10.1117/12.857816 . S2CID   49323922 .
  65. ^ Андерсон, Р.; Билгер, HR; Стедман, GE (1994). « Эффект Саньяка. Век вращающихся вокруг Земли интерферометров» (PDF) . Являюсь. Дж. Физ . 62 (11): 975–985. Бибкод : 1994AmJPh..62..975A . дои : 10.1119/1.17656 . Проверено 30 марта 2012 г.
  66. ^ Голио, Майк (2007). Радиочастотные и микроволновые приложения и системы . ЦРК Пресс. С. 14.1–14.17. ISBN  978-0-8493-7219-3 . Проверено 27 июня 2012 г.
  67. ^ Пашотта, Рюдигер. «Самогетеродинное измерение ширины линии» . РП Фотоника . Проверено 22 июня 2012 г.
  68. ^ «Оптическая гребенка частот» . Национальный исследовательский совет, Канада. Архивировано из оригинала 5 марта 2012 года . Проверено 23 июня 2012 г.
  69. ^ Пашотта, Рюдигер. «Частотные гребенки» . РП Фотоника . Проверено 23 июня 2012 г.
  70. ^ Шмит, Дж. (1993). «Методы измерения пространственной и временной фазы: сравнение основных источников ошибок в одном измерении». В Брауне, Гордон М.; Квон, Осук Ю.; Куявинска, Малгожата; Рид, Грэм Т. (ред.). Труды SPIE . Интерферометрия: методы и анализ. Том. 1755. стр. 202–201. дои : 10.1117/12.140770 . S2CID   62679510 .
  71. ^ Ларкин, К.Г. (1996). «Эффективный нелинейный алгоритм обнаружения огибающей в интерферометрии белого света» (PDF) . Журнал Оптического общества Америки . 13 (4): 832–843. Бибкод : 1996JOSAA..13..832L . CiteSeerX   10.1.1.190.4728 . дои : 10.1364/JOSAA.13.000832 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 марта 2020 года . Проверено 1 апреля 2012 г.
  72. ^ ИСО. (2013). 25178-604:2013(E): Геометрическая спецификация продукта (GPS) – Текстура поверхности: Площадь – Номинальные характеристики бесконтактных (когерентная сканирующая интерферометрическая микроскопия) инструментов (изд. 2013(E)). Женева: Международная организация по стандартизации.
  73. ^ Перейти обратно: а б Харасаки, А.; Шмит, Дж.; Вайант, Дж. К. (2000). «Улучшенная интерферометрия вертикального сканирования» (PDF) . Прикладная оптика . 39 (13): 2107–2115. Бибкод : 2000ApOpt..39.2107H . дои : 10.1364/AO.39.002107 . hdl : 10150/289148 . ПМИД   18345114 . Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2010 года . Проверено 21 мая 2012 г.
  74. ^ Де Гроот, П. (2015). «Принципы интерференционной микроскопии для измерения топографии поверхности». Достижения оптики и фотоники . 7 (1): 1–65. Бибкод : 2015AdOP....7....1D . дои : 10.1364/AOP.7.000001 .
  75. ^ Перейти обратно: а б с Ольшак, АГ; Шмит, Дж.; Хитон, М.Г. «Интерферометрия: технологии и приложения» (PDF) . Брукер . Проверено 1 апреля 2012 г.
  76. ^ де Гроот, Питер; Дек, Лесли (1995). «Профилирование поверхности путем анализа интерферограмм белого света в пространственной частотной области». Журнал современной оптики . 42 (2): 389–401. Бибкод : 1995JMOp...42..389D . дои : 10.1080/09500349514550341 .
  77. ^ Перейти обратно: а б «Интерферометрия с фазовым сдвигом для определения качества оптической поверхности» . Корпорация Ньюпорт . Проверено 12 мая 2012 г.
  78. ^ Перейти обратно: а б «Как работают фазовые интерферометры» . Оптические системы Грэма. 2011 . Проверено 12 мая 2012 г.
  79. ^ Перейти обратно: а б с Шрайбер, Х.; Брюнинг, Дж. Х. (2007). «Интерферометрия с фазовым сдвигом». Тестирование оптического цеха . п. 547. дои : 10.1002/9780470135976.ch14 . ISBN  978-0-470-13597-6 .
  80. ^ Соммаргрен, GE (1986). Патент США 4 594 003.
  81. ^ Ферраро, П.; Патурзо, М.; Грилли, С. (2007). «Измерение оптического волнового фронта с использованием нового фазосдвигающего точечного дифракционного интерферометра» . ШПИОН . Проверено 26 мая 2012 г.
  82. ^ П. де Гроот, Дж., «Интерференционная микроскопия для анализа структуры поверхности», в Справочнике по оптической метрологии под редакцией Т. Йошизавы, глава 31, стр. 791–828, (CRC Press, 2015).
  83. ^ Шмит, Дж.; Крит, К.; Вайант, Дж. К. (2007). «Профилометры поверхности, многоволновая интерферометрия и интереферометрия белого света». Тестирование оптического цеха . п. 667. дои : 10.1002/9780470135976.ch15 . ISBN  978-0-470-13597-6 .
  84. ^ «HDVSI – Представляем интерферометрию вертикального сканирования высокого разрешения для нанотехнологических исследований от Veeco Instruments» . Вико. Архивировано из оригинала 9 апреля 2012 года . Проверено 21 мая 2012 г.
  85. ^ Плучински Дж.; Хипсзер, Р.; Вежба, П.; Страковски, М.; Енджеевска-Щерска, М.; Мациевский, М.; Космовский, Б.Б. (2008). «Оптическая низкокогерентная интерферометрия для избранных технических приложений» (PDF) . Вестник Польской академии наук . 56 (2): 155–172 . Проверено 8 апреля 2012 г.
  86. ^ Ян, Ч.-Х.; Воск, А; Дасари, РР; Фельд, М.С. (2002). «2π-измерение оптического расстояния без неоднозначности с субнанометровой точностью с помощью нового фазового интерферометра с низкой когерентностью» (PDF) . Оптические письма . 27 (2): 77–79. Бибкод : 2002OptL...27...77Y . дои : 10.1364/OL.27.000077 . ПМИД   18007717 . S2CID   9524638 .
  87. ^ Хитценбергер, КК; Наклейка, М.; Лейтгеб, Р.; Ферчер, А.Ф. (2001). «Дифференциальные фазовые измерения в низкокогерентной интерферометрии без неоднозначности 2pi». Оптические письма . 26 (23): 1864–1866. Бибкод : 2001OptL...26.1864H . дои : 10.1364/ол.26.001864 . ПМИД   18059719 .
  88. ^ Войтек Дж. Валецки, Кевин Лай, Виталий Сучков, Фук Ван, С.Х. Лау, Энн Ку Physica Status Solidi C Том 2, выпуск 3, страницы 984–989
  89. ^ WJ Валеки и др. «Бесконтактная быстрая метрология пластин для ультратонких пластин с рисунком, установленных на шлифовальных и нарезных лентах», Симпозиум по технологиям производства электроники, 2004 г. 29-й международный том IEEE / CPMT / SEMI, выпуск, 14–16 июля 2004 г. Страницы: 323 –325
  90. ^ «Измерение толщины покрытия» . Люметрикс, Инк . Проверено 28 октября 2013 г.
  91. ^ «Типичные профилометрические измерения» . Новакам Технологии, Инк . Проверено 25 июня 2012 г.
  92. ^ «Голографическая интерферометрия» . Окваген. 2008 год . Проверено 22 мая 2012 г.
  93. ^ Хехт, Джефф (1998). Лазер, свет миллиона применений . Dover Publications, Inc., стр. 229–230. ISBN  978-0-486-40193-5 .
  94. ^ Перейти обратно: а б с Фейн, Х. (сентябрь 1997 г.). «Голографическая интерферометрия: инструмент неразрушающего контроля» (PDF) . Промышленный физик : 37–39. Архивировано из оригинала (PDF) 7 ноября 2012 г.
  95. ^ «PIA01762: Космический радиолокационный снимок Килауэа, Гавайи» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 1999 . Проверено 17 июня 2012 г.
  96. ^ Джонс Р. и Вайкс К., Голографическая и спекл-интерферометрия, 1989, издательство Кембриджского университета.
  97. ^ Баттерс, Дж. Н.; Лендерц, Дж. А. (1971). «Техника двойной экспозиции для интерферометрии спекл-паттернов». Физический журнал E: Научные инструменты . 4 (4): 277–279. Бибкод : 1971JPhE....4..277B . дои : 10.1088/0022-3735/4/4/004 .
  98. ^ Дворжакова, П.; Байгар, В.; Трнка, Дж. (2007). «Динамическая электронная спекл-интерферометрия в применении для измерения внеплоскостных смещений» (PDF) . Инженерная механика . 14 (1/2): 37–44.
  99. ^ Мустафа, Н.А.; Хендави, Н. (2003). «Сравнительная интерферометрия цифровых спекл-структур с фазовым сдвигом с использованием метода одного опорного луча» (PDF) . Египет. Дж. Сол . 26 (2): 225–229. дои : 10.21608/ejs.2003.150160 . Проверено 22 мая 2012 г.
  100. ^ Буга, А.; Джокела, Дж.; Путримас, Р. «Прослеживаемость, стабильность и использование базовой линии калибровки Кивискеса – первые 10 лет» (PDF) . Экологическая инженерия, 7-я Международная конференция . Вильнюсский технический университет им. Гедиминаса. стр. 1274–1280 . Проверено 9 апреля 2012 г.
  101. ^ Нолти, Дэвид Д. (2012). Оптическая интерферометрия в биологии и медицине . Спрингер. Бибкод : 2012oibm.book.....N . ISBN  978-1-4614-0889-5 .
  102. ^ Хуанг, Д.; Суонсон, Э.А.; Лин, КП; Шуман, Дж.С.; Стинсон, В.Г.; Чанг, В.; Хи, MR; Флотт, Т.; Грегори, К.; Пулиафито, Калифорния; Фудзимото, JG (1991). «Оптическая когерентная томография» (PDF) . Наука . 254 (5035): 1178–81. Бибкод : 1991Sci...254.1178H . дои : 10.1126/science.1957169 . ПМЦ   4638169 . ПМИД   1957169 . Проверено 10 апреля 2012 г.
  103. ^ Ферчер, А.Ф. (1996). «Оптическая когерентная томография» (PDF) . Журнал биомедицинской оптики . 1 (2): 157–173. Бибкод : 1996JBO.....1..157F . дои : 10.1117/12.231361 . ПМИД   23014682 . Архивировано из оригинала (PDF) 25 сентября 2018 года . Проверено 10 апреля 2012 г.
  104. ^ Долго, Уолтер. «Дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия Номарского» (PDF) . Карл Цейсс, Оберкохен . Проверено 10 апреля 2012 г.
  105. ^ Вакс, А.; Пыхтила, Свидетель Иеговы; Граф, Р.Н.; Девятки, Р.; Бун, CW; Дасари, РР; Фельд, М.С.; Стил, Вирджиния; Стоунер, Джордж (2005). «Проспективная оценка неопластических изменений в эпителии пищевода крыс с использованием низкокогерентной интерферометрии с угловым разрешением». Журнал биомедицинской оптики . 10 (5): 051604. Бибкод : 2005JBO....10e1604W . дои : 10.1117/1.2102767 . hdl : 1721.1/87657 . ПМИД   16292952 .
  106. ^ Пыхтила, Свидетель Иеговы; Чалут, К.Дж.; Бойер, доктор медицинских наук; Кинер, Дж.; д'Амико, Т.; Готфрид, М.; Гресс, Ф.; Вакс, А. (2007). «Обнаружение ядерной атипии in situ в пищеводе Барретта с помощью низкокогерентной интерферометрии с угловым разрешением». Желудочно-кишечная эндоскопия . 65 (3): 487–491. дои : 10.1016/j.gie.2006.10.016 . ПМИД   17321252 .
  107. ^ Фицджеральд, Ричард (2000). «Фазочувствительная рентгенография» . Физика сегодня . 53 (7): 23–26. Бибкод : 2000ФТ....53г..23Ф . дои : 10.1063/1.1292471 . S2CID   121322301 .
  108. ^ Перейти обратно: а б Дэвид, К; Нохаммер, Б; Солак, Х.Х. и Зиглер Э. (2002). «Дифференциальная рентгеновская фазоконтрастная визуализация с использованием интерферометра сдвига» . Письма по прикладной физике . 81 (17): 3287–3289. Бибкод : 2002ApPhL..81.3287D . дои : 10.1063/1.1516611 .
  109. ^ Уилкинс, Юго-Запад; Гуреев Т.Е.; Гао, Д; Погани А. и Стивенсон А.В. (1996). «Фазово-контрастная визуализация с использованием полихроматических жестких рентгеновских лучей». Природа . 384 (6607): 335–338. Бибкод : 1996Natur.384..335W . дои : 10.1038/384335a0 . S2CID   4273199 .
  110. ^ Мяо, Хосюнь; Панна, Алиреза; Гомелла, Эндрю А.; Беннетт, Эрик Э.; Знати, Сами; Чен, Лей; Вэнь, Хан (2016). «Универсальный эффект муара и его применение в рентгеновской фазово-контрастной визуализации» . Физика природы . 12 (9): 830–834. Бибкод : 2016НатФ..12..830М . дои : 10.1038/nphys3734 . ПМК   5063246 . ПМИД   27746823 .
  111. ^ Дэвис, Ти Джей; Гао, Д; Гуреев Т.Е.; Стивенсон, А.В. и Уилкинс, SW (1995). «Фазово-контрастная визуализация слабопоглощающих материалов с использованием жестких рентгеновских лучей». Природа . 373 (6515): 595–598. Бибкод : 1995Natur.373..595D . дои : 10.1038/373595a0 . S2CID   4287341 .
  112. ^ Момосе, А; Такеда, Т; Итай, Ю и Хирано, К. (1996). «Фазово-контрастная рентгеновская компьютерная томография для наблюдения биологических мягких тканей». Природная медицина . 2 (4): 473–475. дои : 10.1038/nm0496-473 . ПМИД   8597962 . S2CID   23523144 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Interferometry&oldid=1229683605"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e9fa70818516b8fd407fd33a28c194ff__1718674140
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e9/ff/e9fa70818516b8fd407fd33a28c194ff.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Interferometry - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)