Weißlichtinterferometer
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Ein Weißlichtinterferometer, das z. B. im Rahmen der Niederkohärenzinterferometrie verwendet wird, ist ein Interferometer, typischerweise ein Michelson-Interferometer, das mit einer Weißlichtquelle arbeitet, d. h. mit einer Lichtquelle mit großer optischer Bandbreite.Die Lichtquelle arbeitet nicht notwendigerweise im sichtbaren Spektralbereich und erzeugt tatsächlich weißes Licht.Die hohe räumliche Kohärenz in Verbindung mit einer großen Bandbreite lässt sich am einfachsten dadurch erreichen, dass das Licht aus einer Glühbirne in eine Singlemode-Faser eingekoppelt wird, was jedoch zu einer sehr geringen Einkopplungsleistung führt.Die Strahldichte (Helligkeit) kann durch die Verwendung einer superlumineszenten Quelle, wie z.B. einer superlumineszenten Diode, um viele Größenordnungen erhöht werden.
Der Detektor in einem Weißlichtinterferometer kann entweder ein Photodetektor sein, der die Beiträge verschiedener Wellenlängen integriert und das Signal im Zeitbereich aufzeichnet, oder ein Spektrometer (Spektralphaseninterferometrie).
Anwendung der Weißlichtinterferometrie
Die Weißlichtinterferometrie wird für verschiedene Zwecke eingesetzt, wobei die wichtigsten Anwendungen sind:
- Medizinische Bildgebung ist mit der Technik der optischen Kohärenztomographie möglich, die zumindest in ihrer ursprünglichen Form im Wesentlichen auf der Weißlichtinterferometrie beruht.
- Bei der Messung der chromatischen Dispersion wird das dispersive optische Element in einem Interferometerarm platziert und das Detektorsignal beim Scannen der relativen Armlänge über einen bestimmten Bereich überwacht.Durch Anwendung eines Fourier-Transformationsalgorithmus auf das aufgezeichnete Interferogramm ist es möglich, den komplexen Reflexions- oder Transmissionskoeffizienten des zu prüfenden Geräts abzurufen, und die numerische Differenzierung zeigt die wellenlängenabhängige Gruppenlaufzeit und die chromatische Dispersion.
- Die Messung von Entfernungen: Im Vergleich zu Interferometern, die auf schmalbandigen Laserquellen basieren, werden die typischen Mehrdeutigkeitsprobleme vermieden.Ein Sonderfall ist die Messung von Oberflächenprofilen: Es kann z.B. ein Michelson-Interferometer mit einer CCD-Kamera als Detektor verwendet werden.Auch hier werden Bilder für verschiedene Armlängendifferenzen aufgenommen.Jedes Pixel zeigt die interferometrischen Verwacklungen um den Punkt der Armlängendifferenz Null an der gegebenen transversalen Position.Anders als bei einem Schmalbandinterferometer ist keine Phasenentflechtung erforderlich, so dass auch raue Oberflächen leicht zu handhaben sind.
- Auch Reflexionen innerhalb eines photonischen integrierten Schaltkreises können detektiert werden.
Lieferanten
Der RP Photonics Buyer’s Guide enthält 8 Lieferanten für Weißlichtinterferometer. Darunter:
Fragen und Kommentare von Anwendern
Warum funktioniert die Weißlicht-Interferometrie, wenn der Polarisationszustand des verwendeten Lichts zufällig ist? Da in traditionellen Interferometern die Polarisationszustände in beiden Armen übereinstimmen müssen, warum ist dies hier nicht notwendig?
Antwort des Autors:
Ich denke, dass man normalerweise polarisiertes Licht in solchen Interferometern verwendet.Man kann aber auch mit unpolarisiertem Licht ein gewisses Interferometersignal erzielen – wie bei verschiedenen anderen Arten von Interferometern auch.
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Bibliographie
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(Weitere Literatur vorschlagen!)
Siehe auch: Interferometer, Kohärenz, optische Kohärenztomographie, chromatische Dispersion, Weißlichtquellen, The Photonics Spotlight 2008-02-22
und weitere Artikel in den Kategorien photonische Bauelemente, optische Messtechnik
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