Kas ir viļņu mērītājs?

Viļņu mērītāji ir interferometri, ko izmanto tikai viļņu garuma mērīšanai. Interferometri mēra gaismas viļņus, izmantojot traucējumus, ko parasti nodrošina spoguļi, lai sadalītu gaismas staru divās daļās un pēc tam to apvienotu. Izpētot iegūto formu, var veikt stara mērījumus.

Ir divi galvenie viļņu mērītāju veidi: skenējošie un statiskie. Pirmā veida pamatā parasti ir skenējošais Mihelsona interferometrs. Šāda veida viļņu mērītāji sastāv no trim spoguļiem, gaismas avota un detektora. Katrs Miķelsona interferometra gabals, kas atgādina krusta formu, atrodas vienā krusta stūrī. Gaismas avots ir novietots pretī vienam no spoguļiem, un otrs spogulis un detektors ir novietoti tiem perpendikulāri. Trešais spogulis, daļēji sudrabots, ir novietots leņķī centrā. Šis ir spogulis, kas patiesībā sadala staru.

Kad gaismas avots ir aktivizēts, lāzers trāpīs pussudrabotajam spogulim un sadalīsies, vienai stara pusei ejot cauri, bet otrai pusei kustoties perpendikulāri pirmajam. Abas puses atdursies pret novietotajiem spoguļiem aiz un virs centrālā spoguļa, atsitīsies un tiks apvienoti ar pusi sudrabotā spoguļa palīdzību. Pēc tam rekombinētais stars virzīsies tieši uz leju detektorā, kas analizēs rezultātus.

Attālumu starp spoguļiem vai svirām var mainīt, lai skenētu dažādu garumu diapazonu. Šo viļņu mērītāju precizitāte var sasniegt 0.01 nm. Tomēr vairākas problēmas, piemēram, staru kūļa nepilnības, garuma novirzes un ieejas jaudas svārstības, var sniegt mazāk precīzus rezultātus.

Lielākā daļa statisko viļņu mērītāju ir balstīti uz Static Fizeau interferometru. Šiem viļņu mērītājiem nav kustīgu daļu, bet tiek izmantots tāds pats spoguļatstarošanās princips. Retāk sastopamie statiskie viļņu mērītāji ir balstīti uz Fabry-Pérot interferometriem, kas ir lineāri. Tomēr tos biežāk izmanto kā optiskos spektrometrus, nevis viļņu mērītājus.

Jebkura veida viļņu mērītāja augsta precizitāte ir atkarīga no iestatījuma stabilitātes un displeja izšķirtspējas. Precizitāti palīdzēs palielināt arī atsauces lāzers, kura viļņa garums ir zināms un kas darbojas tandēmā ar pārbaudāmo lāzeru. Gadījumos, kad ļoti svarīga ir ārkārtēja precizitāte, var būt nepieciešama mašīna kalibrēšana pat reizi minūtē.

Viļņu garumus var izmērīt arī ar spektrometriem, taču, lai gan spektrometri sniedz vairāk informācijas par gaismas stara sastāvdaļām, precizitāte tiek upurēta. Daži viļņu mērītāju veidi var darboties arī kā spektrometri, tādējādi sniedzot papildu informāciju, nezaudējot precizitāti.