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回首頁 光電科技
所謂干涉，乃指兩個有週期性或規則性的波相遇而形成的現象。如果我們想利用這個干涉現象，就必須希望這個干涉現象能夠讓觀測者清楚分辨並且能夠持續一段時間。我們可以疊紋(Moire)來瞭解麥克森干涉儀兩個的光場疊加在一起產生干涉條紋的原因，就二組直線狀的光柵 (grating)之 Moire 條紋而言，兩光柵間有少量角度差或有少量頻率差（兩個並不完全相同但非常近似的訊息），都可以產生 Moire，用這原理可以量測兩光柵間之微細位移現象。通常在主尺表面刻劃上一組光柵而在此尺之前擺上一參考光柵作為副尺，當副尺產生位移而與主尺光柵會產生 Moire 干涉條紋移動之現象，而將小的位移量放大成大信號。麥克森干涉儀之干涉條紋千變萬化，視其所分出之兩個的光場而有所不同，有直線形狀、圓圈形狀、雙曲線形狀、橢圓形狀．．．等，因此我們模擬麥克森干涉儀之兩個的光場疊加時必須使用各種形狀的光柵來合成疊紋。廣義的來說，疊紋也稱的上是一種干涉，但在此我們的討論範圍侷限於光的干涉方式。
我們可以把干涉儀的兩道光場予以剖析，前面一道光場，與後面第二道光場只有極微細的差異，當兩個以上的光場疊加在一起，即產生了干涉條紋，也就能夠將微小的差異量放大成大信號。總而言之，光學干涉量測技術就如同一般的許多量測行為一般，將兩個並不完全相同但非常近似的訊息疊加在一起，這時我們不會去留意訊息中相同的部份，反而是訊息中那些細微的不同之處在疊加時顯現出來，因而使得訊息中極細微的不同變化量成為很明顯的信號。麥克森干涉儀是以十分靈敏，正由於麥克森干涉儀的靈敏特性，因此極微小的量也可以察覺。甚至我們可以說，越是微小的量，越能得到精確的測量結果，如果待測值太大，反而因干涉條紋過密，得不到正確的測量值呢。
干涉儀是利用所使用之光的特性，將來自有相同特性的兩個或多個光源的光波，在空間某點相互會合，因相位之間的差異而產生光強度變強或弱的現象，我們稱之為干涉。所謂有相同特性的光源，是指具有相同頻率和穩定的相位關係的光源 （例如有相同的相位差）。在使用兩道光作干涉時，有時必須注意到兩者的偏極性，以免雖然兩道光交會了，卻沒有干涉條紋產生。通常比較容易出現光束偏極特性偏轉的情形，是利用面鏡將光束之水平面高度上升或下降時引起的，如果將光束分光後即保持在同一水平面，便比較沒有這一層顧慮。在組合各種類型的實驗時，無論是太曼格林 (Twyman Green) 干涉儀、麥克詹達干涉儀 (Mach-Zender)、菲索(Fizeau )干涉儀、剪像(shearing)干涉計、法布里－派洛 (Fabry-Perot)干涉儀和麥克森 (Michelson) 干涉儀，皆屬於一種以光的干涉方式進行的量測技術，必須留意到光束偏極特性的問題，這點是常為眾人所忽略的地方。
光的干涉方式可按波動說的解釋：光以正弦波的波形前進，因此兩相同頻率及相同相位的光波向同一方向前進，即波峰對波峰，波谷對波谷時，會產生光波增強的現象，該處即得明亮條紋。若兩相同頻率，相位差 180 度，即波峰對波谷，波谷對波峰時，兩光波會互相干涉而抵銷，該處即得黑暗的條紋。利用條紋數及其分佈情形即可進行待測物之物理量差異的定量分析。