Lazerio galvutė: tai yra pagrindinė lazerinio interferometro dalis, fiksuota. Jame yra:
Lazeris: sukuria stabilią monochromatinę šviesą.
Du fotodiodai: naudojami grįžtamai trukdžių šviesai aptikti.
Pora pusiau veidrodžių: naudojama šviesos spinduliams skaidyti ir sujungti.
Stumdomas blokas: šią dalį galima perkelti išilgai kreipiamojo bėgelio ir joje yra kampinis veidrodis (taip pat žinomas kaip kubinis kampo reflektorius):
Kampinis veidrodis: Tai specialus veidrodis, susidedantis iš trijų poliruotų paviršių, kurie yra statmeni vienas kitam. Nepriklausomai nuo įeinančios šviesos krypties, ji gali atspindėti šviesą atgal į pradinį kelią.
Interferometrija:
Kai lazerio spindulys šviečia ant kampo reflektoriaus ir atsispindi atgal į lazerio galvutę, fotodiode susidaro trukdžių ruožai.
Kampinio reflektoriaus poslinkį galima apskaičiuoti elektroniniu būdu išmatuojant trukdžių kraštų intensyvumą.
Lazerinio interferometro veikimo principas
Kai lazeris apšviečia pusiau atšvaitą P, dalis šviesos atsispindi 90∘ ir šviečia ant kito atšvaito S. Kita šviesos dalis praeina pro P ir atsitrenkia į kampinį veidrodėlį. Kampinis reflektorius nukreipia šviesą 180 laipsnių ir vėl sujungia šviesą ties pusiau atšvaitu S. Jei optinio kelio skirtumas tarp dviejų optinių kelių PQRS ir PS yra nelyginis pusės bangos ilgio skaičius, tada S atsiranda trukdžiai, todėl mažiausia fotodiodo išvestis. Jei optinio kelio skirtumas yra lyginis pusės bangos ilgio skaičius, bus gauta didžiausia fotodiodo išvestis. Tai reiškia, kad kiekvieną kartą, kai judantis slankiklis pasislenka ketvirtadaliu bangos ilgio, optinio kelio skirtumas tampa puse bangos ilgio, o fotodiodo išvestis pasikeičia iš didžiausio į mažiausią arba atvirkščiai. Tada fotodiodo sukuriama sinusinė išvestis sustiprinama ir siunčiama į didelės spartos skaitiklį, kuris kalibruojamas taip, kad būtų poslinkis milimetrais. Antrasis fotodiodas nustato slankiklio judėjimo kryptį. Tokiu būdu lazerinis interferometras gali itin tiksliai išmatuoti slankiklio poslinkį ir gali nustatyti jo judėjimo kryptį. Šis metodas yra labai naudingas atliekant tikslius matavimus ir padėties nustatymą. Lazerinei interferometrijai gali būti naudojami įvairūs lazeriniai šaltiniai, įskaitant helio neoninius (He-Ne) lazerius, helio kadmio (He-Cd) lazerius, kietojo kūno lazerius (pvz., neodimio itrio aliuminio granatą Nd:YAG arba neodimio itrio ličio fluoridą Nd: YLF lazeriai), puslaidininkiniai lazeriai ir kt. Interferometrijai naudojamo lazerio tipas priklauso nuo specialius taikymo reikalavimus, įskaitant reikalaujamą tikslumo lygį, lazerio šviesos stabilumą ir darną bei lazerio šaltinio kainą ir prieinamumą.
Helio neoninis (He-Ne) lazeris:
Savybės: Maža išėjimo galia, bet gera darna, didelis stabilumas.
Naudojimas: tinka tiksliems matavimams, kuriems reikalingas didelis koherentiškumas.
Helio kadmio (He-Cd) lazeris:
Savybės: Suteikia didesnę galią nei He-Ne, su gera darna.
Naudojimas: tinka naudoti, kai reikia didelės galios.
Kietojo kūno lazeriai (pvz., Nd:YAG/Nd:YLF):
Savybės: Didelė išėjimo galia, gali būti nepertraukiamo arba impulsinio darbo režimo, ilgaamžė.
Naudojimas: tinka naudoti, kai reikia didelės galios arba dirbti atšiaurioje aplinkoje.
Diodiniai lazeriai:
Savybės: mažas dydis, mažas energijos suvartojimas, lengvas integravimas, palyginti maža kaina.
Taikymas: tinka nešiojamiems įrenginiams arba jautrių programų scenarijams.
Svarbūs aspektai renkantis lazerio šaltinį
Renkantis tinkamą lazerio šaltinį, reikia atsižvelgti į šiuos aspektus:
Tikslumo reikalavimai: kai kurioms programoms gali prireikti itin didelio matavimo tikslumo, tuo metu būtina pasirinkti geros koherencijos ir didelio stabilumo lazerio šaltinį.
Lazerio šviesos stabilumas: lazerio šaltinio stabilumas ypač svarbus atliekant ilgas matavimo užduotis.
Darnumas: Interferometrija priklauso nuo šviesos bangų koherentiškumo, todėl būtina pasirinkti gero koherentiškumo lazerio šaltinį.
Kaina ir prieinamumas: kai kurie didelio našumo lazeriniai šaltiniai gali būti labai brangūs, todėl rinktis reikia atsižvelgiant į biudžetą ir prieinamumą rinkoje.
Taikymas ir pranašumas
Lazeriniai interferometrai turi platų pritaikymo spektrą, įskaitant gaminamų detalių formos ir paviršiaus apdailos testavimą, konstrukcijų deformacijos apkrovos matavimą ir atstumo tarp objektų erdvėje matavimą. Jis taip pat naudojamas gravitacinių bangų aptikimui, kuris naudojamas matuoti ypač mažus atstumo pokyčius, kuriuos sukelia gravitacinės bangos. Be to, lazerinis interferometras taip pat naudojamas staklių stalui, slankikliui ir koordinačių matavimo mašinos ašies judėjimui kalibruoti. Vienas iš pagrindinių lazerinių interferometrų privalumų yra didelis jų tikslumas ir tikslumas. Jis gali pasiekti subnano skalės matavimo tikslumą, todėl jis idealiai tinka įvairioms didelio tikslumo matavimo programoms. Be to, lazerinis interferometras yra nekontaktinis, o tai reiškia, kad jis gali išmatuoti objekto formą neliesdamas jo paviršiaus, o tai naudinga matuojant trapius ar smulkius objektus.