什么是马赫-曾德尔干涉仪(the Mach-Zehnder Interferometer)？

马赫-曾德尔干涉仪是一种用于进行精确光学测量的仪器。它可以通过分裂光束和测量光束之间的相移来演示干涉。一个多世纪前，该仪器是由著名物理学家路德维希-曾德尔和路德维希-马赫发明的。这是一种通用的诊断工具，马赫-...

马赫-曾德尔干涉仪是一种用于进行精确光学测量的仪器。它可以通过分裂光束和测量光束之间的相移来演示干涉。一个多世纪前，该仪器是由著名物理学家路德维希-曾德尔和路德维希-马赫发明的。这是一种通用的诊断工具，马赫-曾德尔干涉仪用于说明量子物理、空气动力学和等离子体物理中的示例。空气绕空气动力学结构流动，以及气体介质中的温度变化、压力和密度可以观察到。

圆盘干涉仪的基本部件是光源、两个分束器、两个反射镜和两个探测器。分束器通常是一个半镀银的反射镜，它折射光束的一部分并反射其余部分。来自光源（通常是激光）的光落在分束器上，分束器将光分为两束强度相等的光束，光束沿不同方向传播并撞击两个反射镜。每束光束的相位通过与反射镜表面的接触而改变。
光束在第二个分束器中重新组合，探测器有助于研究光路中的相位差。另一种安排是，重新组合的光束通过正透镜，使光束聚焦在一个点上。如果所有反射面都以绝对平行的方式排列，则当光束重新组合。但是，如果镜面的角度相差甚微，则重新组合的光束产生干涉条纹。马赫-曾德尔干涉仪产生的干涉条纹图将显示强度变化的暗线和亮线
该装置非常灵敏，甚至可以作为一个精确的温度计。例如，一个充满水的电池可以放置在一个分裂光束的路径上，而另一个充满空气的电池可以放置在另一个路径上。像水这样的液体的折射率取决于温度，如果细胞内的水有轻微的温度变化，这种效应可以从产生的条纹图中看出。用马赫-曾德尔干涉仪测量水温的微小变化是可能的。
当使用马赫-曾德尔干涉仪进行精确测量时，了解光学是很重要的。当光线落在表面上时，反射光会移动如果表面另一侧的材料具有较高的折射率，则正好是半波长。如果该材料的折射率较低，则反射光束中不存在相位变化。当光从一种介质传播到另一种介质时，也不存在相位变化，但是光束的方向会因为折射而改变。
马赫-曾德尔干涉仪也可以用来研究气体的折射率，甚至检查物体的平面度。也可以借助干涉仪来测量平板或表面的光学误差。一些科学家还使用干涉仪在流动可视化中的应用采用光分辨技术观察变化。