text: 干涉測量術引起的干涉現象來獲取資訊的技術。這項技術對於天文學、光纖、工程計量、光學計量、海洋學、地震學、光譜學及其在化學中的應用、量子力學、核物理學、粒子物理學、 等離子體物理學、遙感、、表面輪廓分析、微流控、應力與應變的測量、測速以及驗光等領域的研究都非常重要。:1–2干涉儀廣泛應用於科學研究和工業生產中對微小位移、折射率以及表面平整度的測量。在干涉儀中，從單個光源發出的光會分為兩束，經不同，最終交匯產生干涉。所產生的干涉圖紋能夠反映兩束光的光程差。在科學分析中，干涉儀用於測量長度以及光學元件的形狀，精度能到奈米級。它們是現有精度最高的長度測量儀器。在傅立葉變換光譜學中，干涉儀用於分析包含與物質相互作用發生吸收或散射資訊的光。由兩個及以上的望遠鏡組成，它們的訊號匯合在一起，結果的解析度與直徑為元件間最大間距的望遠鏡的相同。基本原理.依據疊加原理，波匯合的結果具有能夠反映波原始狀態的性質。干涉測量術正是基於這一點。當兩束頻率相同的光疊加時，它們產生的條紋取決於它們的相位差：相位相同時會產生增強條紋，相反則會產生減弱條紋。兩種情況之間則會產生中間強度的條紋。這些條紋可以用來分析這兩束波的相對相位關係。絕大多數的干涉儀利用的是可見光等電磁波。:3–12單束入射相干光在干涉儀中會經過分光鏡分為兩束。這兩束光在到達探測器重新匯聚前會各自經過不同的路徑，即光路。光路的不同會導致它們相位產生差異。干涉條紋正是產生於由此引入的相位差。:14–17如果單束光分為兩路，這兩路光的相位差就可以表徵任何可能影響它們光程的因素。這些因素包括路徑長度的改變或是路徑上折射率的變化。:93–103圖二中，當觀察者透過分光鏡觀察反射鏡"M1"時，可以看到反射鏡"M2"的像"M'2"。所產生的圖紋可以解釋為光源"S"的兩個虛像"S'1"和"S'2"所發出的光而產生的干涉紋。干涉紋的特徵取決於光源的性質以及反射鏡與分光鏡的具體朝向。在圖二a中，光學元件的朝向使得"S'1"與"S'2"在觀察者眼前排成一線，所產生的干涉紋則為圓心位於"M1"和"M'2"法線上的一組同心圓。而當"M1"和"M'2"之間如在圖二b那樣存在一定傾角時，干涉紋則會變為雙曲線形，而在 "M1"和"M'2"重疊時，軸向附近的圖紋會變為彼此平行、均勻分佈的直線。而當S不是圖中的點光源，而是具有一定空間外延的光源時，圖二a中的圖紋則需要在無限遠處才能觀察到，而圖二b中的圖紋則位於反射鏡上。:17當使用白光時，干涉儀則會產生如圖三中的彩色圖紋。:26中心的條紋在光程相同時產生。其或亮或暗取決於兩束光在光學系統中傳播時所經歷的倒相次數。:26,171–172分類.干涉儀與干涉測量術可以依據以下原則分類：零差檢測與外差檢測.零差檢測使用的是波長相同的兩束波。它們的相位差會導致檢測儀上光強的變化。這種檢測涉及兩束光匯合後光強的測量以及干涉紋樣式的記錄。本條目中的干涉儀絕大多數屬於此類。外差檢測用於改變輸入訊號的頻率範圍或增強輸入訊號。頻率為f1的較弱的輸入訊號會和頻率為f2的產生自的較強的參考訊號混合在一起。這種非線性的混合會產生兩個新訊號，一束的頻率為兩束輸入訊號頻率之和f1 + f2，另一束的頻率則為兩束輸入訊號的頻率差f1 − f2。這些新頻率稱作外差。通常檢測只會用到其中一種頻率，另一束則會自混流器輸出時被過濾掉。輸出訊號的強度與輸入訊號的振幅之積成比例。外差技術最為廣泛而重要的應用時美國工程師埃德溫·霍華德·阿姆斯特朗於1918年發明的超外差收音機。在這種收音機的電路中，由天線接收到的射頻訊號會與本地振盪器產生的訊號混流，然後透過外差技術轉換為較低的訊號。之後這個中頻訊號會經放大以及濾波，由從中提取出音訊訊號輸送到揚聲器。是外差技術向可見光頻段的延伸。雙光路與共光路.在雙光路干涉儀中，參考光束與待檢光束沿各自的光路傳播。邁克耳孫干涉儀、、馬赫-曾德爾干涉儀皆屬此類。待檢光束與樣品相互作用後，再和參考光束重新匯合產生用以分析的干涉圖紋。:13–22中則是參考光束與樣本光束在共同的光路傳播。圖4展示了、光纖陀螺儀、以及這四種共光路干涉儀。這類干涉儀還有澤尼克相襯顯微鏡、菲涅耳雙稜鏡、零面積薩奈克干涉儀及散射板這幾類。波前分割與波幅分割.波前分割干涉儀會在一個點或一條狹縫分割波前，之後讓波前的這兩個部分分別經不同光路傳播之後再匯合。圖五展示了楊氏干涉和這兩種波前分割機制。波前分割還有菲涅爾雙稜鏡、比耶。超長基線干涉不需要觀測訊號之間的物理連線，而是在訊號資料本身嵌入被原子鐘校準的時間資訊，之後再將這些資料進行相關性計算。由於這些資料是在相隔很遠的地點觀測到的，等效基線能夠達到非常之長。現在已經執行的超長基線干涉儀包括位於美國本土及海外領地的超長基線陣列，以及遍佈歐亞和非洲大陸的歐洲超長基線干涉網。這些干涉陣列平時都進行著獨立的觀測，但在一些特殊專案中可以實現同時性的觀測，從而形成全球性的超長基線干涉。
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metadata.title: 干涉測量術
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