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News: Neues Interferometer misst kleinste Bewegungen

Yuri Ovchinnikov und Timan Pfau von der Universität Stuttgart entwickelten ein neuartiges Interferometer, das alte Methoden um das 500-fache übertreffen könnte und so äußerst empfindlich winzige Bewegungen misst. Interferometer sind ohnehin sehr empfindliche Messgeräte, mit denen sich Positionsänderungen mit einer Genauigkeit von einigen Hundert Nanometern feststellen lassen – der halben Wellenlänge des verwendeten Lichts. Üblicherweise werden dazu zwei kohärente Laserstrahlen auf einem Schirm oder einer Detektorfläche kombiniert. Während der eine Strahl eine feste Weglänge zurücklegt, ist die andere, zu messende, variabel. Am Schirm entsteht auf diese Weise ein Interferenzmuster. Anhand der Streifen lässt sich eine Strecke oder Bewegung messen.

Das neue so genannte multimode waveguide interferometer (MWI) benötigt keinen Referenzstrahl. Ein einzelner Lichtstrahl wird zwischen zwei parallelen, beweglichen Spiegeln mehrfach reflektiert, wobei die Komponenten des Strahls zahlreiche, leicht unterschiedliche Pfade – so genannten Moden – einschlagen. Das führt schließlich aufgrund von Interferenz zwischen den Moden zu einer Modulation des Strahls, die sich mit Detektoren messen lässt. Auf diese Weise erreichten die Physiker bereits eine Genauigkeit, die bei einem Neuntel der verwendeten Wellenlänge lag. Theoretisch ließen sich mit weiteren Verbesserungen des Prinzips aber sogar noch Bewegungen der Spiegel feststellen, die einem Tausendstel der Wellenlängen entsprächen. Neben der Messtechnik könnte auch die Nachrichtentechnik von der neuen Methode profitieren.

  • Quellen
Physics News Update
Physical Review Letters 87(12): 123901 (2001)

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