Interferometer, Interferometry   간섭계, 간섭법

1. 간섭계 (Interferometer)

  ㅇ 동일 광원에서 나오는 여러 광 경로(빛의 진행 경로) 간의 차이를 이용하여, 
     - 빛의 간섭을 관찰하는 기구

  ㅇ 또한, 전자기파의 간섭 현상을 이용하여,
     - 변위,온도,압력,뒤틀림 등을 측정하는 장치
        . 例) 간섭계 센서 등


2. 간섭계의 원리

  ㅇ 단일 광속을, 2개 또는 그 이상의 광속으로 분리시키고,
     - 서로 다른 경로를 겪게 하거나, 되돌아 오게 하여,
     - 이들을 결합(간섭)시키면, 간섭무늬가 보이게됨

  ㅇ 이때, 분리된 광속들 간에, 광 경로 차이가 존재하면, 
     - 간섭무늬의 밝고 어두운 띠들이 나타나고,
     - 이 띠들의 위치,수 등을 통해 경로 차이의 변화량을 측정


3. 간섭계의 종류

  ㅇ 마이켈슨 간섭계 (Michelson Interferometer)
     - 분리된 두 빔 사이의 간섭을 이용
     - 1881년 알버트 마이켈슨이 소개하고 만듬
     
     - 빛의 속도, 진행 거리/길이를 정밀하게 측정할 수 있는 간섭계의 기본형
        . 1881년부터 십여년간 빛의 속도를 정밀하게 측정하고,
        . 빛의 속도(파동속도)는, 기준계 및 운동상태와 관련없이 일정하다는 결론에 이름
        . 즉, 빛의 속도는, 지구의 운동방향과 상관없이 언제나 일정한 것으로 실험적으로 확인
        . 이 실험결과는, 아인스타인의 상대성이론 탄생에 기여함

  ㅇ 마하-젠더 간섭계 (Mach-Zehnder Interferometer)
     - 마이켈슨 간섭계의 변형
     - 주로, 투명한 매질의 상태 변화를 관찰하기 위해 개발된 간섭계
     - 2개의 거울과 2개의 광속분할장치로 구성되어, 2개의 광 경로를 만듬
        . 다른 한 쪽의 광 경로에 투명한 매질을 놓으면, 간섭무늬로부터 이 매질의 두께,
          굴절률의 변화 등을 관찰할 수 있음
        . 투명 매질을 시료로하는 실험에 많이 이용됨
 
  ㅇ 페브리-페로 간섭계 (Fabry-Perot Interferometer)
     - 다중 빔으로 동작
     - C.Fabry와 A.Perot이 빛의 파장을 정밀하게 측정하기 위해 개발한 다중 광 간섭계
     - 2개의 평행한 거울면으로 이루어짐
        . 반사율이 큰 2장의 평행한 거울을 서로 마주보게하여, 공동(Cavity)를 형성하고
           .. 그 공동 안에서 발생한 광파가, 거울에 연이어 반사되어, 광파와 간섭을 일으키게 함
        . 한편, 특정 파장의 광파 만 남고 나머지는 상쇄토록 한 것은, 
           .. 광공진기(광필터)라고 함
     - 공진 파장 결정 조건
        . L = m/2n λ  (n 굴절률)
     - 종류 
        . 페브리-페로 간섭계 (간격이 가변)
        . 페브리-페로 에탈론 (거울 간격이 고정) : 간섭계 보다는 주로 `광공진기`로 일컬음