อินเตอร์เฟอโรเมตรีเป็นเทคนิคที่ใช้การรบกวนของคลื่นที่ซ้อนทับกันเพื่อ ดึงข้อมูล^{[ 1 ]}โดยทั่วไป อินเตอร์เฟอโรเมตรีใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นเทคนิคการตรวจสอบที่สำคัญในสาขาดาราศาสตร์ไฟเบอร์ออปติก วิศวกรรมศาสตร์ มาตรวิทยา มาตรวิทยาเชิงแสงสมุทรศาสตร์แผ่นดินไหววิทยาสเปกโทรสโกปี(และการประยุกต์ใช้ในทางเคมี ) กลศาสตร์ ควอนตัม ฟิสิกส์นิวเคลียร์และอนุภาคฟิสิกส์พลาสมาปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลชีวภาพการวัดโปรไฟล์พื้นผิวไมโครฟลูอิดิกส์การวัดความเค้น/ความเครียดเชิงกล การวัดความเร็ว ออปโตเมตรีและการสร้างโฮโลแกรม [ ^{2 ] : 1–2}

อินเตอร์เฟอโรเมตรเป็นอุปกรณ์ที่ดึงข้อมูลจากการรบกวน มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมสำหรับการวัดการเคลื่อนที่ในระดับจุลภาค การเปลี่ยนแปลง ดัชนีหักเหและความไม่สม่เสมอของพื้นผิว ในกรณีของอินเตอร์เฟอโรเมตรส่วนใหญ่ แสงจากแหล่งกำเนิดเดียวจะถูกแยกออกเป็นสองลำแสงที่เดินทางในเส้นทางแสง ที่แตกต่างกัน จากนั้นจึงรวมกันอีกครั้งเพื่อสร้างการรบกวน แหล่งกำเนิดที่ไม่สอดคล้องกัน สอง แหล่งยังสามารถทำให้เกิดการรบกวนได้ภายใต้สถานการณ์บางอย่าง^{[ 3 ]}แถบการรบกวนที่เกิดขึ้นจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับความแตกต่างของความยาวเส้นทางแสงในวิทยาศาสตร์เชิงวิเคราะห์ อินเตอร์เฟอโรเมตรถูกใช้เพื่อวัดความยาวและรูปร่างของส่วนประกอบทางแสงด้วยความแม่นยำระดับนาโนเมตร เป็นเครื่องมือวัดความยาวที่มีความแม่นยำสูงสุดที่มีอยู่ ใน สเปกโทรส โกปีแบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์ม อินเตอร์เฟอโรเมตรถูกใช้เพื่อวิเคราะห์แสงที่มีคุณสมบัติของการดูดกลืนหรือการปล่อยแสงที่เกี่ยวข้องกับสารหรือส่วนผสมอินเตอร์เฟอโรเมตรทางดาราศาสตร์ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์แยกกันสองตัวขึ้นไปที่รวมสัญญาณเข้าด้วยกัน ทำให้ได้ความละเอียดเทียบเท่ากับกล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับระยะห่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างองค์ประกอบแต่ละส่วน

อินเตอร์เฟอโรเมตรีใช้หลักการซ้อนทับเพื่อรวมคลื่นเข้าด้วยกันในลักษณะที่จะทำให้ผลลัพธ์ของการรวมกันมีคุณสมบัติที่มีความหมายบางอย่างที่สามารถบ่งชี้สถานะดั้งเดิมของคลื่นได้ วิธีการนี้ใช้ได้ผลเพราะเมื่อคลื่นสองคลื่นที่มีความถี่ เดียวกัน รวมกัน รูปแบบความเข้มที่ได้จะถูกกำหนดโดย ความแตกต่าง ของเฟสระหว่างคลื่นทั้งสอง—คลื่นที่มีเฟสตรงกันจะเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน ในขณะที่คลื่นที่มีเฟสต่างกันจะเกิดการแทรกสอดแบบหักล้างกัน คลื่นที่ไม่ตรงกันอย่างสมบูรณ์และไม่ต่างกันอย่างสมบูรณ์จะมีรูปแบบความเข้มระดับกลาง ซึ่งสามารถใช้ในการกำหนดความแตกต่างของเฟสสัมพัทธ์ได้ อินเตอร์เฟอโรเมตรีส่วนใหญ่ใช้แสง หรือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปแบบอื่น^{[ 2 ] : 3–12}

โดยทั่วไป (ดูรูปที่ 1 ซึ่งเป็นการกำหนดค่า Michelson ที่รู้จักกันดี) ลำแสง โค herent ที่เข้ามาเพียงลำเดียว จะถูกแยกออกเป็นสองลำแสงที่เหมือนกันโดยตัวแยกแสง (กระจกสะท้อนแสงบางส่วน) ลำแสงแต่ละลำจะเดินทางไปตามเส้นทางที่แตกต่างกัน เรียกว่าเส้นทาง และจะรวมกันอีกครั้งก่อนที่จะมาถึงตัวตรวจจับ ความแตกต่างของเส้นทาง ความแตกต่างของระยะทางที่แต่ละลำแสงเดินทาง จะสร้างความแตกต่างของเฟสระหว่างลำแสงทั้งสอง ความแตกต่างของเฟสที่เกิดขึ้นนี้เองที่สร้างรูปแบบการรบกวนระหว่างคลื่นที่เหมือนกันในตอนแรก^{[ 2 ] : 14–17} หากลำแสงเดียวถูกแยกออกเป็นสองเส้นทาง ความแตกต่างของเฟสจะเป็นตัวบ่งชี้สิ่งใดก็ตามที่เปลี่ยนแปลงเฟสไปตามเส้นทาง ซึ่งอาจเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในความยาวของเส้นทางเองหรือการเปลี่ยนแปลงในดัชนีหักเหตามเส้นทาง^{[ 2 ] : 93–103}

ดังที่แสดงในรูปที่ 2a และ 2b ผู้สังเกตการณ์สามารถมองเห็นกระจกM ₁ ได้โดยตรง ผ่านตัวแยกแสง และเห็นภาพสะท้อนM ′ ₂ของกระจกM ₂สามารถตีความแถบการแทรกสอดได้ว่าเป็นผลมาจากการแทรกสอดระหว่างแสงที่มาจากภาพเสมือนสองภาพS ′ ₁และS ′ ₂ของแหล่งกำเนิดแสงดั้งเดิมSลักษณะของรูปแบบการแทรกสอดขึ้นอยู่กับลักษณะของแหล่งกำเนิดแสงและการวางแนวที่แม่นยำของกระจกและตัวแยกแสง ในรูปที่ 2a องค์ประกอบทางแสงถูกจัดวางเพื่อให้S ′ ₁และS ′ ₂อยู่ในแนวเดียวกับผู้สังเกตการณ์ และรูปแบบการแทรกสอดที่ได้ประกอบด้วยวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่แนวตั้งฉากกับM 1 _และ M ' ₂ถ้าM ₁และM ′ ₂เอียงสัมพันธ์กันดังในรูปที่ 2b แถบการแทรกสอดโดยทั่วไปจะมีรูปร่างเป็นภาคตัดกรวย (ไฮเปอร์โบลา) แต่ถ้าM ′ ₁และM ′ ₂ซ้อนทับกัน แถบการแทรกสอดใกล้แกนจะเป็นเส้นตรง ขนานกัน และมีระยะห่างเท่ากัน ถ้า S เป็นแหล่งกำเนิดแบบขยายแทนที่จะเป็นแหล่งกำเนิดแบบจุดดังที่แสดงไว้ แถบการแทรกสอดในรูปที่ 2a จะต้องสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ตั้งไว้ที่ระยะอนันต์ ในขณะที่แถบการแทรกสอดในรูปที่ 2b จะปรากฏเฉพาะบนกระจก^{[ 2 ] : 17}

การใช้แสงสีขาวจะส่งผลให้เกิดลวดลายของแถบสี (ดูรูปที่ 3) ^{[ 2 ] : 26} แถบตรงกลางที่แสดงถึงความยาวเส้นทางที่เท่ากันอาจเป็นสีอ่อนหรือสีเข้มขึ้นอยู่กับจำนวนการกลับเฟสที่ลำแสงทั้งสองประสบเมื่อผ่านระบบออปติก^{[ 2 ] : 26, 171–172} (ดูMichelson interferometerสำหรับการอภิปรายเรื่องนี้)

กฎการแทรกสอดของแสงได้รับการอธิบายโดยโทมัส ยังในการบรรยายเบเกอร์เรียนในปี ค.ศ. 1803 ต่อราชสมาคมแห่งลอนดอน^{[ 4 ]} ในการเตรียมการบรรยาย ยังได้ทำการทดลองช่องเปิดคู่ในถังน้ำที่มีคลื่น การตีความของเขาในแง่ของการแทรกสอดของคลื่นถูกปฏิเสธโดยนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในเวลานั้น เนื่องจากทฤษฎีอนุภาคของแสง ของไอแซค นิวตัน ที่เสนอเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อนนั้น มีอิทธิพลเหนือกว่า ^{[ 5 ]}

วิศวกรชาวฝรั่งเศสAugustin-Jean Fresnelซึ่งไม่ทราบถึงผลลัพธ์ของ Young เริ่มทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีคลื่นของแสงและการแทรกสอด และได้รับการแนะนำให้รู้จักกับFrançois Aragoระหว่างปี 1816 ถึง 1818 Fresnel และ Arago ได้ทำการทดลองการแทรกสอดที่หอดูดาวปารีส ในช่วงเวลานี้ Arago ได้ออกแบบและสร้างเครื่องวัดการแทรกสอดเครื่องแรก โดยใช้มันเพื่อวัดดัชนีหักเหของอากาศชื้นเมื่อเทียบกับอากาศแห้ง ซึ่งเป็นปัญหาที่อาจเกิดขึ้นสำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์เกี่ยวกับตำแหน่งของดาว^{[ 6 ]} ความสำเร็จของทฤษฎีคลื่นของแสงของ Fresnel ได้รับการยืนยันในบทความที่ได้รับรางวัลของเขาในปี 1819 ซึ่งทำนายและวัดรูปแบบการเลี้ยวเบน เครื่องวัดการแทรกสอดของ Arago ถูกนำมาใช้ในภายหลังในปี 1850 โดยLeon Foucaultเพื่อวัดความเร็วของแสงในอากาศเมื่อเทียบกับน้ำ และถูกนำมาใช้อีกครั้งในปี 1851 โดยHippolyte Fizeauเพื่อวัดผลกระทบของแรงต้านของ Fresnel ต่อความเร็วของแสงในน้ำที่เคลื่อนที่^{[ 7 ]}

ในปี 1856 Jules Jaminได้พัฒนาเครื่องวัดการแทรกสอดแบบลำแสงเดี่ยวเครื่องแรก (ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ช่องเปิดแยกเหมือนกับเครื่องวัดการแทรกสอดของ Arago) ในปี 1881 นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันAlbert A. Michelsonขณะไปเยี่ยมHermann von Helmholtzในเบอร์ลิน ได้ประดิษฐ์เครื่องวัดการแทรกสอดซึ่งตั้งชื่อตามเขาว่าเครื่องวัดการแทรกสอดของ Michelsonเพื่อค้นหาผลกระทบของการเคลื่อนที่ของโลกต่อความเร็วของแสง ผลลัพธ์ที่เป็นศูนย์ของ Michelson ที่ทำในห้องใต้ดินของหอดูดาว Potsdam นอกกรุงเบอร์ลิน (การจราจรของม้าในใจกลางกรุงเบอร์ลินทำให้เกิดการสั่นสะเทือนมากเกินไป) และผลลัพธ์ที่เป็นศูนย์ที่แม่นยำกว่าในภายหลังซึ่งสังเกตร่วมกับEdward W. Morleyที่Case Collegeใน Cleveland รัฐโอไฮโอ มีส่วนทำให้เกิดวิกฤตการณ์ของอีเธอร์เรืองแสงที่กำลังเพิ่มขึ้น ไอน์สไตน์กล่าวว่าการวัดความเร็วของแสงในน้ำที่เคลื่อนที่โดยใช้เครื่องวัดการแทรกสอดของ Arago โดย Fizeau เป็นแรงบันดาลใจให้เขาสร้างทฤษฎีการบวกความเร็วเชิงสัมพัทธภาพ^{[ 8 ]}

เครื่องวัดการแทรกสอดและเทคนิคการวัดการแทรกสอดสามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์ต่างๆ ดังนี้:

ในการตรวจจับแบบโฮโมไดน์การรบกวนเกิดขึ้นระหว่างลำแสงสองลำที่มีความยาวคลื่นเดียวกัน (หรือความถี่พาหะ ) ความแตกต่างของเฟสระหว่างลำแสงทั้งสองส่งผลให้ความเข้มของแสงบนตัวตรวจจับเปลี่ยนแปลง ความเข้มของแสงที่ได้หลังจากผสมลำแสงทั้งสองนี้จะถูกวัด หรือรูปแบบของแถบการรบกวนจะถูกดูหรือบันทึก^{[ 9 ]}อินเตอร์เฟอโรเมตรส่วนใหญ่ที่กล่าวถึงในบทความนี้จัดอยู่ในประเภทนี้

เทคนิคเฮเทอโรไดน์ใช้สำหรับ (1) การเลื่อนสัญญาณอินพุตไปยังช่วงความถี่ใหม่ และ (2) การขยายสัญญาณอินพุตที่อ่อน (โดยสมมติว่าใช้มิกเซอร์ แบบแอคทีฟ ) สัญญาณอินพุตที่อ่อนที่มีความถี่ f ₁จะถูกผสมกับความถี่อ้างอิงที่แรง f ₂จากออสซิลเลเตอร์ภายใน (LO) การรวมกันแบบไม่เชิงเส้นของสัญญาณอินพุตจะสร้างสัญญาณใหม่สองสัญญาณ สัญญาณหนึ่งอยู่ที่ผลรวม f ₁  + f ₂ของความถี่ทั้งสอง และอีกสัญญาณหนึ่งอยู่ที่ผลต่าง f ₁  − f ₂ความถี่ใหม่เหล่านี้เรียกว่าเฮเทอโรไดน์โดยทั่วไปแล้วต้องการเพียงความถี่ใหม่เพียงความถี่เดียว และสัญญาณอีกตัวจะถูกกรองออกจากเอาต์พุตของมิกเซอร์ สัญญาณเอาต์พุตจะมีค่าความเข้มเป็นสัดส่วนกับผลคูณของแอมพลิจูดของสัญญาณอินพุต^{[ 9 ]}

การประยุกต์ใช้เทคนิคเฮเทอโรไดน์ที่สำคัญที่สุดและแพร่หลายที่สุดคือในเครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ (superhet) ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี 1917-1918 โดยวิศวกรชาวอเมริกันEdwin Howard Armstrongและวิศวกรชาวฝรั่งเศสLucien Lévy ในวงจรนี้ สัญญาณ ความถี่วิทยุขาเข้าจากเสาอากาศจะถูกผสมกับสัญญาณจากออสซิลเลเตอร์ภายใน (LO) และแปลงโดยเทคนิคเฮเทอโรไดน์เป็นสัญญาณความถี่คงที่ที่ต่ำกว่าที่เรียกว่าความถี่กลาง (IF) ความถี่กลางนี้จะถูกขยายและกรองก่อนที่จะส่งไปยังตัวตรวจจับซึ่งจะแยกสัญญาณเสียงออกมาและส่งไปยังลำโพง^{[ 10 ]}

การตรวจจับเฮเทอโรไดน์เชิงแสงเป็นการขยายเทคนิคเฮเทอโรไดน์ไปสู่ความถี่ที่สูงขึ้น (มองเห็นได้) ^{[ 9 ]} ในขณะที่การแทรกสอดเฮเทอโรไดน์เชิงแสงมักจะทำที่จุดเดียว แต่ก็สามารถทำแบบสนามกว้างได้เช่นกัน^{[ 11 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตร แบบสองเส้นทางคืออินเตอร์เฟอโรเมตรที่ลำแสงอ้างอิงและลำแสงตัวอย่างเดินทางไปตามเส้นทางที่แยกออกจากกัน ตัวอย่างเช่นอินเตอร์เฟ อโรเมตรแบบมิเชลสัน อินเตอร์เฟอโรเมตร แบบทไวแมน-กรีนและอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมัค-เซนเดอร์หลังจากถูกรบกวนจากการปฏิสัมพันธ์กับตัวอย่างที่กำลังทดสอบ ลำแสงตัวอย่างจะรวมเข้ากับลำแสงอ้างอิงอีกครั้งเพื่อสร้างรูปแบบการรบกวนซึ่งสามารถตีความได้^{[ 2 ] : 13–22}

อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบเส้นทางร่วม เป็นอินเตอร์เฟอโรเมตรประเภท หนึ่งซึ่งลำแสงอ้างอิงและลำแสงตัวอย่างเดินทางไปตามเส้นทางเดียวกัน รูปที่ 4 แสดงอินเตอร์เฟอโรเมตร Sagnac , ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก , อินเตอร์เฟอโร เมตรการเลี้ยวเบนแบบจุดและอินเตอร์เฟอโรเมตรการเฉือนด้านข้างตัวอย่างอื่นๆ ของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบเส้นทางร่วม ได้แก่กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟส Zernike , ไบปริซึมของ Fresnel , Sagnac พื้นที่ศูนย์และ อินเตอร์เฟอโรเมตร แผ่นกระจาย^{[ 12 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบแยกหน้าคลื่นจะแบ่งหน้าคลื่นแสงที่ออกมาจากจุดหรือช่องแคบ ( เช่นแสงที่สอดคล้องกันในเชิงพื้นที่) และหลังจากปล่อยให้หน้าคลื่นทั้งสองส่วนเดินทางผ่านเส้นทางที่แตกต่างกันแล้ว ก็จะปล่อยให้พวกมันรวมกันอีกครั้ง^{[ 13 ]}รูปที่ 5 แสดงการทดลองการแทรกสอดของ Youngและกระจกของ Lloydตัวอย่างอื่นๆ ของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบแยกหน้าคลื่น ได้แก่ ปริซึมคู่ Fresnel, เลนส์คู่ Billet, อินเตอร์เฟอโรเมตร Michelson แบบตะแกรงเลี้ยวเบน^{[ 14 ]}และ อินเตอร์เฟอโร เมตรRayleigh ^{[ 15 ]}

ในปี ค.ศ. 1803 การทดลองการแทรกสอดของ Youngมีบทบาทสำคัญในการยอมรับทฤษฎีคลื่นของแสงโดยทั่วไป หากใช้แสงขาวในการทดลองของ Young ผลลัพธ์ที่ได้คือแถบสีขาวตรงกลางของการแทรกสอดแบบเสริมกันซึ่งสอดคล้องกับความยาวเส้นทางที่เท่ากันจากช่องแคบสองช่อง ล้อมรอบด้วยรูปแบบสมมาตรของแถบสีที่มีความเข้มลดลง นอกจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบต่อเนื่องแล้ว การทดลองของ Young ยังได้ดำเนินการกับโฟตอนแต่ละตัว^{[ 16 ]}กับอิเล็กตรอน^{[ 17 ] [ 18 ]}และกับ โมเลกุล บัคกี้บอลที่ มีขนาดใหญ่พอที่จะมองเห็น ได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน^{[ 19 ]}

กระจกของลอยด์สร้างแถบการแทรกสอดโดยการรวมแสงโดยตรงจากแหล่งกำเนิด (เส้นสีน้ำเงิน) และแสงจากภาพสะท้อนของแหล่งกำเนิด (เส้นสีแดง) จากกระจกที่วางในมุมตกกระทบเฉียง ผลลัพธ์ที่ได้คือรูปแบบแถบที่ไม่สมมาตร แถบที่มีความยาวเส้นทางเท่ากันซึ่งอยู่ใกล้กับกระจกที่สุดจะมืดแทนที่จะสว่าง ในปี ค.ศ. 1834 ฮัมฟรีย์ ลอยด์ตีความปรากฏการณ์นี้ว่าเป็นการพิสูจน์ว่าเฟสของลำแสงสะท้อนจากพื้นผิวด้านหน้ากลับด้าน^{[ 20 ] [ 21 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบแยกแอมพลิจูดใช้ตัวสะท้อนแสงบางส่วนเพื่อแบ่งแอมพลิจูดของคลื่นตกกระทบออกเป็นลำแสงแยกกัน ซึ่งจะถูกแยกและรวมกันใหม่

ภาพแสดงการตั้งค่าของอินเตอร์เฟอโรเมตร Fizeau เพื่อทดสอบ แผ่นเรียบแสง แผ่นเรียบอ้างอิงที่มีรูปทรงแม่นยำจะถูกวางไว้บนแผ่นเรียบที่กำลังทดสอบ โดยมีตัวเว้นระยะแคบๆ คั่นอยู่ แผ่นเรียบอ้างอิงจะถูกเจียรขอบเล็กน้อย (จำเป็นต้องเจียรขอบเพียงเศษเสี้ยวองศาเท่านั้น) เพื่อป้องกันไม่ให้พื้นผิวด้านหลังของแผ่นเรียบสร้างแถบการแทรกสอด การคั่นระหว่างแผ่นทดสอบและแผ่นอ้างอิงทำให้สามารถเอียงแผ่นเรียบทั้งสองแผ่นได้ โดยการปรับการเอียง ซึ่งจะเพิ่มการไล่ระดับเฟสที่ควบคุมได้ให้กับรูปแบบแถบการแทรกสอด เราสามารถควบคุมระยะห่างและทิศทางของแถบการแทรกสอดได้ เพื่อให้ได้ชุดของแถบการแทรกสอดที่เกือบขนานกันซึ่งตีความได้ง่าย แทนที่จะเป็นเส้นโค้งที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม การคั่นแผ่นทำให้แสงที่ส่องสว่างต้องเป็นลำแสงขนาน รูปที่ 6 แสดงลำแสงขนานของแสงโมโนโครมาติกที่ส่องสว่างแผ่นเรียบทั้งสองแผ่น และตัวแยกแสงที่ช่วยให้สามารถมองเห็นแถบการแทรกสอดบนแกนได้^{[ 22 ] [ 23 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตร Mach –Zehnderเป็นเครื่องมือที่มีความหลากหลายมากกว่าอินเตอร์เฟอโรเมตร Michelson เส้นทางแสงที่แยกออกจากกันอย่างดีแต่ละเส้นจะถูกผ่านเพียงครั้งเดียว และสามารถปรับแถบแสงให้อยู่ในระนาบใดก็ได้ตามต้องการ^{[ 2 ] : 18} โดยทั่วไป แถบแสงจะถูกปรับให้อยู่ในระนาบเดียวกับวัตถุทดสอบ เพื่อให้สามารถถ่ายภาพแถบแสงและวัตถุทดสอบพร้อมกันได้ หากตัดสินใจที่จะสร้างแถบแสงในแสงขาว เนื่องจากแสงขาวมีความยาวการคงตัว ที่จำกัด อยู่ ในระดับไมโครเมตรจึงต้องระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งในการปรับเส้นทางแสงให้เท่ากัน มิฉะนั้นจะมองไม่เห็นแถบแสง ดังแสดงในรูปที่ 6 เซลล์ชดเชยจะถูกวางไว้ในเส้นทางของลำแสงอ้างอิงเพื่อให้ตรงกับเซลล์ทดสอบ โปรดสังเกตการวางแนวที่แม่นยำของตัวแยกแสงด้วย พื้นผิวสะท้อนแสงของตัวแยกแสงจะถูกวางแนวเพื่อให้ลำแสงทดสอบและลำแสงอ้างอิงผ่านกระจกในปริมาณที่เท่ากัน ในการวางแนวนี้ ลำแสงทดสอบและลำแสงอ้างอิงแต่ละลำจะประสบกับการสะท้อนที่พื้นผิวด้านหน้าสองครั้ง ส่งผลให้จำนวนการกลับเฟสเท่ากัน ผลที่ได้คือแสงที่เดินทางด้วยความยาวเส้นทางแสงที่เท่ากันในลำแสงทดสอบและลำแสงอ้างอิงจะสร้างแถบแสงสีขาวของการแทรกสอดแบบเสริมกัน^{[ 24 ] [ 25 ]}

หัวใจสำคัญของอินเตอร์เฟอโรเมตร Fabry–Pérotคือแผ่นกระจกเคลือบเงินบางส่วนคู่หนึ่งที่เว้นระยะห่างกันหลายมิลลิเมตรถึงเซนติเมตร โดยให้พื้นผิวเคลือบเงินหันเข้าหากัน (หรืออีกทางหนึ่ง Fabry–Pérot etalonใช้แผ่นโปร่งใสที่มีพื้นผิวสะท้อนแสงขนานกันสองแผ่น) ^{[ 2 ] : 35–36} เช่นเดียวกับอินเตอร์เฟอโรเมตร Fizeau แผ่นกระจกเหล่านี้จะถูกเจียรขอบเล็กน้อย ในระบบทั่วไป แสงสว่างจะมาจากแหล่งกำเนิดแสงแบบกระจายที่ตั้งไว้ที่ระนาบโฟกัสของเลนส์ปรับลำแสง เลนส์โฟกัสจะสร้างภาพกลับหัวของแหล่งกำเนิดแสงหากไม่มีแผ่นกระจกคู่ กล่าวคือ ในกรณีที่ไม่มีแผ่นกระจกคู่ แสงทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากจุด A ผ่านระบบออปติคอลจะถูกโฟกัสที่จุด A' ในรูปที่ 6 มีเพียงรังสีเดียวที่ปล่อยออกมาจากจุด A บนแหล่งกำเนิดแสงเท่านั้นที่ถูกติดตาม เมื่อรังสีผ่านแผ่นเรียบคู่ รังสีจะสะท้อนหลายครั้งเพื่อสร้างรังสีส่งผ่านหลายรังสี ซึ่งจะถูกรวบรวมโดยเลนส์โฟกัสและนำมาที่จุด A' บนหน้าจอ รูปแบบการแทรกสอดที่สมบูรณ์จะปรากฏเป็นวงแหวนศูนย์กลางหลายวง ความคมชัดของวงแหวนขึ้นอยู่กับการสะท้อนแสงของแผ่นเรียบ หากการสะท้อนแสงสูง ส่งผลให้ค่า Q สูง (เช่น ความละเอียดสูง) แสงโมโนโครมาติกจะสร้างวงแหวนสว่างแคบๆ หลายวงบนพื้นหลังสีเข้ม^{[ 26 ]}ในรูปที่ 6 ภาพที่มีความละเอียดต่ำจะสอดคล้องกับการสะท้อนแสง 0.04 (เช่น พื้นผิวที่ไม่ได้เคลือบเงิน) เทียบกับการสะท้อนแสง 0.95 สำหรับภาพที่มีความละเอียดสูง

รูปที่ 6 แสดงภาพอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบ Fizeau, Mach–Zehnder และ Fabry–Pérot ตัวอย่างอื่นๆ ของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบแยกแอมพลิจูด ได้แก่ อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบ Michelson , Twyman–Green , Laser Unequal Path และLinnik ^{[ 27 ]}

Michelson และ Morley (1887) ^{[ 28 ]}และนักทดลองยุคแรกคนอื่นๆ ที่ใช้เทคนิคอินเตอร์เฟอโรเมตริกในการพยายามวัดคุณสมบัติของอีเธอร์เรืองแสงใช้แสงโมโนโครมาติกเฉพาะในการตั้งค่าอุปกรณ์ในเบื้องต้นเท่านั้น และจะเปลี่ยนไปใช้แสงขาวสำหรับการวัดจริงเสมอ เหตุผลก็คือการวัดจะถูกบันทึกด้วยสายตา แสงโมโนโครมาติกจะทำให้เกิดรูปแบบแถบแสงที่สม่ำเสมอ เนื่องจากขาดวิธีการควบคุมอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม ที่ทันสมัย ​​นักทดลองจึงประสบปัญหาการเลื่อนของแถบแสงอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์จะถูกตั้งไว้ในห้องใต้ดินก็ตาม เนื่องจากแถบแสงจะหายไปเป็นครั้งคราวเนื่องจากการสั่นสะเทือนจากการจราจรของม้า พายุฝนฟ้าคะนองที่อยู่ไกลออกไป และอื่นๆ ผู้สังเกตการณ์จึงอาจ "หลงทาง" ได้ง่ายเมื่อแถบแสงกลับมาปรากฏให้เห็นอีกครั้ง ข้อดีของแสงขาวซึ่งสร้างรูปแบบแถบแสงสีที่โดดเด่นนั้นมีมากกว่าความยากลำบากในการจัดตำแหน่งอุปกรณ์เนื่องจากความยาวการเชื่อมโยงที่ ต่ำ ^{[ 29 ]}นี่เป็นตัวอย่างแรกๆ ของการใช้แสงสีขาวเพื่อแก้ไข "ความกำกวมของ 2 พาย"

ในวิชาฟิสิกส์ หนึ่งในการทดลองที่สำคัญที่สุดในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 คือ "การทดลองที่ล้มเหลว" อันโด่งดังของมิเชลสันและมอร์ลีย์ซึ่งให้หลักฐานสนับสนุนทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษการทดลองของมิเชลสัน-มอร์ลีย์ที่ทำซ้ำเมื่อเร็วๆ นี้ ได้ทำการวัดความถี่บีตแบบเฮเทอโรไดน์ของตัวเรโซเนเตอร์แสงไครโอเจนิก แบบไขว้ กัน รูปที่ 7 แสดงการทดลองเรโซเนเตอร์ที่ดำเนินการโดยมุลเลอร์และคณะในปี 2546 ^{[ 30 ]}เรโซเนเตอร์แสงสองตัวที่สร้างจากแซฟไฟร์ผลึก ซึ่งควบคุมความถี่ของเลเซอร์สองตัว ถูกตั้งไว้ที่มุมฉากภายในไครโอสแตทฮีเลียม เครื่องเปรียบเทียบความถี่วัดความถี่บีตของเอาต์พุตรวมของเรโซเนเตอร์ทั้งสอง ณ ปี 2552 ความแม่นยำที่สามารถตัดความเป็นไปได้ของความไม่สมมาตรของความเร็วแสงในการทดลองเรโซเนเตอร์ได้อยู่ที่ระดับ 10 ^{−17 [ 31 ] [ 32 ]}

รูปที่ 7 การทดลองของมิเชลสัน-มอร์ลีย์โดยใช้ตัวเรโซเนเตอร์เชิงแสงที่อุณหภูมิต่ำมาก

รูปที่ 8. สเปกโทรสโกปีการแปลงฟูริเยร์

ภาพที่ 9. ภาพถ่ายโคโรนาของดวงอาทิตย์ที่ถ่ายด้วยกล้องโคโรนากราฟ LASCO C1

อินเตอร์เฟอโรเมตรของมิเชลสันใช้ในตัวกรองแสงแบบแถบแคบที่ปรับได้^{[ 33 ]}และเป็นส่วนประกอบฮาร์ดแวร์หลักของ สเปกโตร มิเตอร์แบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์ม^{[ 34 ]}

เมื่อใช้เป็นตัวกรองแถบความถี่แคบที่ปรับได้ อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันแสดงข้อดีและข้อเสียหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีคู่แข่ง เช่นอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบ Fabry–Pérotหรือตัวกรอง Lyotอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันมีขอบเขตการมองเห็นที่กว้างที่สุดสำหรับความยาวคลื่นที่กำหนด และใช้งานได้ค่อนข้างง่าย เนื่องจากการปรับจูนทำได้โดยการหมุนแผ่นคลื่นเชิงกล แทนที่จะใช้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูงของผลึกเพียโซอิเล็กทริกหรือตัวปรับสัญญาณแสงลิเธียมไนโอเบตดังที่ใช้ในระบบ Fabry–Pérot เมื่อเปรียบเทียบกับตัวกรอง Lyot ซึ่งใช้องค์ประกอบไบรีฟริงเจนท์ อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันมีความไวต่ออุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ในด้านลบ อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันมีช่วงความยาวคลื่นที่ค่อนข้างจำกัดและต้องใช้ตัวกรองล่วงหน้าซึ่งจำกัดการส่งผ่าน^{[ 35 ]}

รูปที่ 8 แสดงการทำงานของสเปกโตรมิเตอร์แบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์ม ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคืออินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันที่มีกระจกบานหนึ่งเคลื่อนที่ได้ (สเปกโตรมิเตอร์แบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มที่ใช้งานได้จริงจะใช้ตัวสะท้อนแสงทรงลูกบาศก์มุมแทนกระจกแบนของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันทั่วไป แต่เพื่อความง่าย ภาพประกอบจึงไม่ได้แสดงสิ่งนี้) อินเตอร์เฟอโรแกรมถูกสร้างขึ้นโดยการวัดสัญญาณที่ตำแหน่งต่างๆ ของกระจกที่เคลื่อนที่ได้ การแปลงฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มจะแปลงอินเตอร์เฟอโรแกรมให้เป็นสเปกตรัมจริง^{[ 36 ]}

รูปที่ 9 แสดงภาพดอปเปลอร์ของโคโรนาของดวงอาทิตย์ที่สร้างขึ้นโดยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบ Fabry-Pérot ที่ปรับได้ เพื่อกู้คืนการสแกนโคโรนาของดวงอาทิตย์ที่ความยาวคลื่นหลายค่าใกล้กับเส้นสีเขียว FeXIV ภาพนี้เป็นภาพสีที่แสดงการเลื่อนดอปเปลอร์ของเส้น ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับความเร็วของพลาสมาในโคโรนาที่พุ่งเข้าหาหรือออกจากกล้องของดาวเทียม

เอทาลอนฟิล์มบาง Fabry–Pérot ใช้ในตัวกรองแบบแถบความถี่แคบที่สามารถเลือกเส้นสเปกตรัมเดียวสำหรับการถ่ายภาพได้ เช่น เส้น H-alphaหรือ เส้น Ca-Kของดวงอาทิตย์หรือดาวฤกษ์ รูปที่ 10 แสดง ภาพดวงอาทิตย์จาก กล้องโทรทรรศน์ Extreme ultraviolet Imaging Telescope (EIT) ที่ความยาวคลื่น 195 อังสตรอม (19.5 นาโนเมตร) ซึ่งสอดคล้องกับเส้นสเปกตรัมของอะตอมเหล็กที่มีไอออนหลายตัว^{[ 37 ]} EIT ใช้กระจกสะท้อนแสงเคลือบหลายชั้นที่เคลือบด้วยชั้นสลับกันของธาตุ "ตัวเว้นระยะ" ที่เบา (เช่น ซิลิคอน) และธาตุ "ตัวกระจายแสง" ที่หนัก (เช่น โมลิบเดนัม) วางชั้นแต่ละประเภทประมาณ 100 ชั้นบนกระจกแต่ละบาน โดยแต่ละชั้นมีความหนาประมาณ 10 นาโนเมตร ความหนาของชั้นถูกควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อให้ที่ความยาวคลื่นที่ต้องการ โฟตอนที่สะท้อนจากแต่ละชั้นจะแทรกสอดกันอย่างสร้างสรรค์

หอดูดาวคลื่นแรงโน้มถ่วงเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตร (LIGO) ใช้อินเตอร์เฟอโรเมตร Michelson–Fabry–Pérot ขนาด 4 กิโลเมตรสองตัว สำหรับการตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วง [ ^{38 ] ใน}การใช้งานนี้ โพรง Fabry–Pérot ถูกใช้เพื่อเก็บโฟตอนไว้เกือบหนึ่งมิลลิวินาทีในขณะที่พวกมันกระเด้งขึ้นลงระหว่างกระจก ซึ่งจะเพิ่มเวลาที่คลื่นแรงโน้มถ่วงสามารถมีปฏิสัมพันธ์กับแสง ส่งผลให้มีความไวที่ดีขึ้นที่ความถี่ต่ำ โพรงขนาดเล็กกว่า ซึ่งมักเรียกว่าตัวทำความสะอาดโหมด ถูกใช้สำหรับการกรองเชิงพื้นที่และการรักษาเสถียรภาพความถี่ของเลเซอร์หลักการสังเกตคลื่นแรงโน้มถ่วงครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 14 กันยายน 2015 ^{[ 39 ]}

พื้นที่ทำงานที่ค่อนข้างใหญ่และเข้าถึงได้ง่ายของอินเตอร์เฟอโรเมตร Mach–Zehnder และความยืดหยุ่นในการกำหนดตำแหน่งของแถบการแทรกสอด ทำให้อินเตอร์เฟอโรเมตรนี้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการแสดงภาพการไหลในอุโมงค์ลม^{[ 40 ] [ 41 ]}และสำหรับการศึกษาการแสดงภาพการไหลโดยทั่วไป มักใช้ในสาขาอากาศพลศาสตร์ ฟิสิกส์พลาสมา และการถ่ายเทความร้อนเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงความดัน ความหนาแน่น และอุณหภูมิในก๊าซ^{[ 2 ] : 18, 93–95}

อินเตอร์เฟอโรเมตร Mach–Zehnder ยังใช้ในการศึกษาหนึ่งในการคาดการณ์ที่ขัดแย้งกับสัญชาตญาณที่สุดของกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการพัวพันควอนตัม^{[ 42 ] [ 43 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตรดาราศาสตร์บรรลุการสังเกตการณ์ที่มีความละเอียดสูงโดยใช้เทคนิคการสังเคราะห์รูรับแสงโดยผสมสัญญาณจากกลุ่มกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กหลายตัวแทนที่จะใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่มีราคาแพงเพียงตัวเดียว^{[ 44 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตรี ของกล้องโทรทรรศน์วิทยุในยุคแรกใช้ฐานเส้นเดียวในการวัด ต่อมาอินเตอร์เฟอโรเมตรีทางดาราศาสตร์ เช่นVery Large Arrayที่แสดงในรูปที่ 11 ใช้อาร์เรย์ของกล้องโทรทรรศน์ที่จัดเรียงเป็นรูปแบบบนพื้นดิน จำนวนฐานเส้นที่จำกัดจะทำให้การครอบคลุมไม่เพียงพอ ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยการใช้การหมุนของโลกเพื่อหมุนอาร์เรย์เทียบกับท้องฟ้า ดังนั้น ฐานเส้นเดียวจึงสามารถวัดข้อมูลในหลายทิศทางได้โดยการวัดซ้ำๆ ซึ่งเป็นเทคนิคที่เรียกว่าการสังเคราะห์การหมุนของโลก ฐานเส้นที่ยาวหลายพันกิโลเมตร ^นั้นได้มาโดยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรีฐานเส้นยาวมาก [ ^{44 ]}

การแทรกสอดเชิงแสงทางดาราศาสตร์ต้องเอาชนะปัญหาทางเทคนิคหลายประการที่การแทรกสอดของกล้องโทรทรรศน์วิทยุไม่มี ความยาวคลื่นแสงที่สั้นทำให้จำเป็นต้องมีความแม่นยำและความเสถียรในการสร้างอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ความละเอียดเชิงพื้นที่ 1 มิลลิอาร์กเซคอนด์ต้องการความเสถียร 0.5 ไมโครเมตรในฐานเส้น 100 เมตร การวัดการแทรกสอดเชิงแสงต้องการตัวตรวจจับที่มีความไวสูงและมีสัญญาณรบกวนต่ำ ซึ่งเพิ่งมีให้ใช้ได้ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 "การมองเห็น" ทางดาราศาสตร์ความปั่นป่วนที่ทำให้ดาวระยิบระยับ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสแบบสุ่มอย่างรวดเร็วในแสงที่เข้ามา จึงจำเป็นต้องมีอัตราการเก็บรวบรวมข้อมูลที่เร็วกว่าอัตราความปั่นป่วน^{[ 46 ] [ 47 ]}แม้จะมีปัญหาทางเทคนิคเหล่านี้ ปัจจุบัน มีสิ่งอำนวยความสะดวกหลักสามแห่งที่กำลังดำเนินการอยู่ซึ่งให้ความละเอียดลงไปถึงระดับเศษส่วนของมิลลิอาร์กเซคอนด์

คุณสมบัติคลื่นของสสารสามารถนำมาใช้สร้างอินเตอร์เฟอโรเมตรได้ ตัวอย่างแรกของอินเตอร์เฟอโรเมตรสสารคืออินเตอร์เฟอโรเมตรอิเล็กตรอน ต่อมาก็มี อินเตอร์เฟอโรเมตรนิวตรอนตามมา ประมาณปี 1990 มีการสาธิต อินเตอร์เฟอโรเมตรอะตอมเป็นครั้งแรกต่อมาก็มีอินเตอร์เฟอโรเมตรที่ใช้โมเลกุล^{[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]}

โฮโลแกรมอิเล็กตรอนเป็นเทคนิคการถ่ายภาพที่บันทึกรูปแบบการรบกวนของอิเล็กตรอนของวัตถุด้วยวิธีการถ่ายภาพ จากนั้นจึงสร้างภาพขยายของวัตถุเดิมขึ้นมาใหม่^{[ 51 ]}เทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อให้ได้ความละเอียดสูงขึ้นในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเมื่อเทียบกับเทคนิคการถ่ายภาพแบบดั้งเดิม ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบดั้งเดิมไม่ได้ถูกจำกัดด้วยความยาวคลื่นของอิเล็กตรอน แต่ถูกจำกัดด้วยความคลาดเคลื่อนขนาดใหญ่ของเลนส์อิเล็กตรอน^{[ 52 ]}

การแทรกสอดของนิวตรอนถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบปรากฏการณ์ Aharonov–Bohmเพื่อตรวจสอบผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่ออนุภาคพื้นฐาน และเพื่อแสดงพฤติกรรมที่แปลกประหลาดของเฟอร์มิออนซึ่งเป็นพื้นฐานของหลักการกีดกันของ Pauli : ต่างจากวัตถุขนาดใหญ่ เมื่อเฟอร์มิออนหมุน 360° รอบแกนใดๆ พวกมันจะไม่กลับคืนสู่สถานะเดิม แต่จะเกิดเครื่องหมายลบในฟังก์ชันคลื่น กล่าวอีกนัยหนึ่ง เฟอร์มิออนต้องหมุน 720° ก่อนจึงจะกลับคืนสู่สถานะเดิมได้^{[ 53 ]}

เทคนิคการแทรกสอดอะตอมมีความแม่นยำเพียงพอที่จะอนุญาตให้ทำการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในระดับห้องปฏิบัติการ ได้^{[ 54 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตรถูกใช้ในฟิสิกส์บรรยากาศสำหรับการวัดก๊าซติดตามที่มีความแม่นยำสูงผ่านการตรวจวัดบรรยากาศจากระยะไกล มีตัวอย่างของอินเตอร์เฟอโรเมตรหลายแบบที่ใช้คุณสมบัติการดูดกลืนหรือการปล่อยของก๊าซติดตาม การใช้งานทั่วไปคือการตรวจสอบความเข้มข้นของคอลัมน์ของก๊าซติดตาม เช่น โอโซนและคาร์บอนมอนอกไซด์เหนือเครื่องมืออย่างต่อเนื่อง^{[ 55 ]}

การแทรกสอดแบบนิวตัน (แผ่นทดสอบ) มักใช้ในอุตสาหกรรมทางด้านทัศนศาสตร์เพื่อทดสอบคุณภาพของพื้นผิวในระหว่างการขึ้นรูปและการตกแต่ง ภาพที่ 13 แสดงภาพถ่ายของแผ่นเรียบอ้างอิงที่ใช้ตรวจสอบแผ่นเรียบทดสอบสองแผ่นในขั้นตอนการผลิตที่แตกต่างกัน โดยแสดงรูปแบบของแถบการแทรกสอดที่แตกต่างกัน แผ่นเรียบอ้างอิงวางโดยให้พื้นผิวด้านล่างสัมผัสกับแผ่นเรียบทดสอบ และถูกส่องสว่างด้วยแหล่งกำเนิดแสงแบบโมโนโครมาติก คลื่นแสงที่สะท้อนจากทั้งสองพื้นผิวจะแทรกสอดกัน ส่งผลให้เกิดรูปแบบของแถบสว่างและมืด พื้นผิวในภาพด้านขวาไม่เรียบ ส่งผลให้เกิดรูปแบบของแถบโค้ง แถบที่อยู่ติดกันแต่ละคู่แสดงถึงความแตกต่างของระดับความสูงของพื้นผิวครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ ดังนั้นความแตกต่างของระดับความสูงสามารถวัดได้โดยการนับแถบ ความเรียบของพื้นผิวสามารถวัดได้ถึงระดับล้านส่วนของนิ้วด้วยวิธีนี้ ในการตรวจสอบว่าพื้นผิวที่กำลังทดสอบนั้นเว้าหรือนูนเมื่อเทียบกับแผ่นเรียบอ้างอิงทางด้านทัศนศาสตร์ สามารถใช้วิธีการต่างๆ ได้หลายวิธี เราสามารถสังเกตได้ว่าแถบสีจะเลื่อนไปอย่างไรเมื่อเรากดเบาๆ บนแผ่นเรียบด้านบน หากเราสังเกตแถบสีในแสงสีขาว ลำดับของสีจะคุ้นเคยกับประสบการณ์และช่วยในการตีความ สุดท้ายเราอาจเปรียบเทียบลักษณะของแถบสีเมื่อเราขยับศีรษะจากตำแหน่งการมองปกติไปยังตำแหน่งการมองเฉียง^{[ 56 ]}การกระทำประเภทนี้ แม้จะเป็นเรื่องปกติในร้านขายอุปกรณ์ทางแสง แต่ก็ไม่เหมาะสมในสภาพแวดล้อมการทดสอบอย่างเป็นทางการ เมื่อแผ่นเรียบพร้อมสำหรับการขาย โดยทั่วไปจะถูกติดตั้งในเครื่องวัดการแทรกสอดแบบ Fizeau เพื่อการทดสอบและการรับรองอย่างเป็นทางการ

เอทาลอน Fabry-Pérot ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านโทรคมนาคมเลเซอร์และสเปกโทรสโกปีเพื่อควบคุมและวัดความยาวคลื่นของแสง ตัว กรองไดโค รอิก เป็นเอ ทาลอนฟิล์มบางหลายชั้นในด้านโทรคมนาคมการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถใช้ความยาวคลื่นของแสงหลายความยาวผ่านใยแก้วนำแสงเส้นเดียว ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์กรองที่เป็นเอทาลอนฟิล์มบาง เลเซอร์แบบโหมดเดียวใช้เอทาลอนเพื่อระงับ โหมด โพรงแสง ทั้งหมด ยกเว้นโหมดเดียวที่สนใจ^{[ 2 ] : 42}

อินเตอร์เฟอโรเมตร Twyman–Green ซึ่งคิดค้นโดย Twyman และ Green ในปี 1916 เป็นรูปแบบหนึ่งของอินเตอร์เฟอโรเมตร Michelson ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทดสอบส่วนประกอบทางแสง^{[ 57 ]}ลักษณะพื้นฐานที่แตกต่างจากโครงสร้างของ Michelson คือการใช้แหล่งกำเนิดแสงจุดโมโนโครมาติกและคอลลิเมเตอร์ Michelson (1918) วิพากษ์วิจารณ์โครงสร้างของ Twyman–Green ว่าไม่เหมาะสมสำหรับการทดสอบส่วนประกอบทางแสงขนาดใหญ่ เนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงที่มีอยู่ในขณะนั้นมีระยะความสอดคล้อง ที่จำกัด Michelson ชี้ให้เห็นว่าข้อจำกัดทางเรขาคณิตที่เกิดจากระยะความสอดคล้องที่จำกัดนั้น จำเป็นต้องใช้กระจกอ้างอิงที่มีขนาดเท่ากับกระจกทดสอบ ทำให้ Twyman–Green ไม่สามารถนำไปใช้ได้จริงในหลายๆ กรณี^{[ 58 ]}หลายทศวรรษต่อมา การเกิดขึ้นของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ได้ตอบข้อโต้แย้งของ Michelson (อินเตอร์เฟอโรเมตร Twyman–Green ที่ใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์และความยาวเส้นทางไม่เท่ากันเรียกว่า อินเตอร์เฟอโรเมตรเลเซอร์เส้นทางไม่เท่ากัน หรือ LUPI ^{[ 59 ]} ) รูปที่ 14 แสดงภาพอินเตอร์เฟอโรเมตร Twyman–Green ที่ตั้งค่าไว้เพื่อทดสอบเลนส์ แสงจากแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดสีเดียวจะถูกขยายโดยเลนส์กระจายแสง (ไม่แสดงในภาพ) จากนั้นจะถูกปรับให้เป็นลำแสงขนาน กระจกทรงกลมนูนถูกจัดวางเพื่อให้จุดศูนย์กลางความโค้งตรงกับจุดโฟกัสของเลนส์ที่กำลังทดสอบ ลำแสงที่ออกมาจะถูกบันทึกโดยระบบสร้างภาพเพื่อการวิเคราะห์^{[ 60 ]}

อินเตอร์เฟอโรเมตร Mach–Zehnder ถูกนำมาใช้ในวงจรแสงแบบรวมซึ่งแสงจะแทรกสอดกันระหว่างสองสาขาของท่อนำคลื่นที่ถูกปรับเปลี่ยน จากภายนอก เพื่อเปลี่ยนเฟสสัมพัทธ์ การเอียงเล็กน้อยของตัวแยกแสงตัวใดตัวหนึ่งจะส่งผลให้เกิดความแตกต่างของเส้นทางและการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการแทรกสอด อินเตอร์เฟอโรเมตร Mach–Zehnder เป็นพื้นฐานของอุปกรณ์หลากหลายประเภท ตั้งแต่ตัวปรับสัญญาณ RFไปจนถึงเซ็นเซอร์^{[ 61 ] [ 62 ]}ไปจนถึงสวิตช์แสง^{[ 63 ]}

กล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์ขนาดใหญ่พิเศษบางรุ่นที่กำลังอยู่ในระหว่างการเสนอและในอนาคตเช่นกล้องโทรทัศน์ขนาด 30 เมตร (Thirty Meter Telescope)และกล้องโทรทัศน์ขนาดใหญ่พิเศษ (Extremely Large Telescope ) จะมีโครงสร้างแบบแบ่งส่วน กระจกหลักของกล้องเหล่านี้จะประกอบด้วยชิ้นส่วนกระจกหกเหลี่ยมหลายร้อยชิ้น การขัดเงาและขึ้นรูปชิ้นส่วนกระจกที่มีความโค้งไม่สมมาตรและไม่หมุนได้สูงเหล่านี้เป็นความท้าทายอย่างยิ่ง วิธีการทดสอบทางแสงแบบดั้งเดิมจะเปรียบเทียบพื้นผิวกับพื้นผิวอ้างอิงทรงกลมโดยใช้ตัวแก้ไขค่าศูนย์ (null corrector ) โฮโลแกรมที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ จะช่วยเสริมตัวแก้ไขค่าศูนย์ในการตั้งค่าการทดสอบสำหรับพื้นผิวโค้งไม่สมมาตรที่ซับซ้อน รูปที่ 15 แสดงวิธีการนี้ (แตกต่างจากในรูป โฮโลแกรมที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์จริงจะมีระยะห่างระหว่างเส้นประมาณ 1 ถึง 10 ไมโครเมตร) เมื่อแสงเลเซอร์ผ่านโฮโลแกรม ลำแสงเลี้ยวเบนลำดับศูนย์จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงของหน้าคลื่น อย่างไรก็ตาม หน้าคลื่นของลำแสงเลี้ยวเบนลำดับแรกจะถูกปรับเปลี่ยนให้ตรงกับรูปร่างที่ต้องการของพื้นผิวทดสอบ ในการตั้งค่าการทดสอบอินเตอร์เฟอโรเมตร Fizeau ที่แสดงไว้ ลำแสงเลี้ยวเบนลำดับศูนย์จะถูกส่งไปยังพื้นผิวอ้างอิงทรงกลม และลำแสงเลี้ยวเบนลำดับแรกจะถูกส่งไปยังพื้นผิวทดสอบในลักษณะที่ลำแสงสะท้อนทั้งสองรวมกันเพื่อสร้างแถบการรบกวน^{[ 64 ]}

ไจโรสโคปเลเซอร์แบบวงแหวน (RLG) และไจโรสโคปใยแก้วนำแสง (FOG) เป็นอินเตอร์เฟอโรเมตรที่ใช้ในระบบนำทาง โดยทำงานบนหลักการของปรากฏการณ์ Sagnacความแตกต่างระหว่าง RLG และ FOG คือ ใน RLG วงแหวนทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของเลเซอร์ ในขณะที่ใน FOG เลเซอร์ภายนอกจะฉีดลำแสงที่เคลื่อนที่สวนทางกันเข้าไปใน วงแหวน ใยแก้วนำแสงและการหมุนของระบบจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสสัมพัทธ์ระหว่างลำแสงเหล่านั้น ใน RLG การเปลี่ยนแปลงเฟสที่สังเกตได้จะเป็นสัดส่วนกับการหมุนสะสม ในขณะที่ใน FOG การเปลี่ยนแปลงเฟสที่สังเกตได้จะเป็นสัดส่วนกับความเร็วเชิงมุม^{[ 65 ]}

ในเครือข่ายโทรคมนาคม มีการใช้เฮเทอโรไดน์เพื่อย้ายความถี่ของสัญญาณแต่ละตัวไปยังช่องสัญญาณต่างๆ ซึ่งอาจใช้สายส่งทางกายภาพเดียวกัน วิธีนี้เรียกว่าการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ (FDM) ตัวอย่างเช่นสายโคแอกเชียลที่ใช้ใน ระบบ เคเบิลทีวีสามารถส่งสัญญาณโทรทัศน์ได้ 500 ช่องพร้อมกัน เนื่องจากแต่ละช่องได้รับความถี่ที่แตกต่างกัน จึงไม่รบกวนซึ่งกันและกัน เครื่องตรวจ จับเรดาร์ดอปเปลอร์แบบ คลื่นต่อเนื่อง (CW) โดยพื้นฐานแล้วเป็นอุปกรณ์ตรวจจับแบบเฮเทอโรไดน์ที่เปรียบเทียบลำแสงที่ส่งและสะท้อน^{[ 66 ]}

การตรวจจับแบบเฮเทอโรไดน์เชิงแสงใช้สำหรับการวัดไลดาร์ดอปเปลอร์ แบบโคเฮเรนต์ที่สามารถตรวจจับแสงที่กระเจิงในชั้นบรรยากาศที่อ่อนมากและติดตามความเร็วลมด้วยความแม่นยำสูง มีการประยุกต์ใช้ใน การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงในเทคนิคสเปกโทรสโกปีความละเอียดสูงต่างๆ และวิธีการเฮเทอโรไดน์แบบตัวเองสามารถใช้ในการวัดความกว้างของเส้นสเปกตรัมของเลเซอร์ได้^{[ 9 ] [ 67 ]}

การตรวจจับแบบเฮเทอโรไดน์เชิงแสงเป็นเทคนิคสำคัญที่ใช้ในการวัดความถี่ของแหล่งกำเนิดแสงด้วยความแม่นยำสูง รวมถึงการรักษาเสถียรภาพของความถี่เหล่านั้น จนกระทั่งเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา จำเป็นต้องใช้วงจรความถี่ที่ยาวเพื่อเชื่อมต่อความถี่ไมโครเวฟของแหล่งกำเนิดเวลาอะตอมซีเซียมหรืออะตอมอื่นๆเข้ากับความถี่เชิงแสง ในแต่ละขั้นของวงจร จะใช้ ตัวคูณความถี่เพื่อสร้างฮาร์มอนิกของความถี่ในขั้นนั้น ซึ่งจะถูกเปรียบเทียบโดยการตรวจจับแบบเฮเทอโรไดน์กับขั้นถัดไป (เอาต์พุตของแหล่งกำเนิดไมโครเวฟ เลเซอร์อินฟราเรดระยะไกล เลเซอร์อินฟราเรด หรือเลเซอร์ที่มองเห็นได้) การวัดเส้นสเปกตรัมแต่ละเส้นต้องใช้เวลาหลายปีในการสร้างวงจรความถี่แบบกำหนดเอง ปัจจุบันหวีความถี่ เชิงแสง ได้ให้วิธีการที่ง่ายกว่ามากในการวัดความถี่เชิงแสง หากเลเซอร์แบบล็อกโหมดถูกมอดูเลตเพื่อสร้างชุดพัลส์ สเปกตรัมของมันจะประกอบด้วยความถี่พาหะที่ล้อมรอบด้วยหวี ความถี่ด้านข้างเชิง แสงที่ อยู่ใกล้กัน โดยมีระยะห่างเท่ากับความถี่การทำซ้ำของพัลส์ (รูปที่ 16) ความถี่การทำซ้ำของพัลส์จะถูกล็อกไว้ที่ความถี่มาตรฐานและความถี่ขององค์ประกอบหวีที่ปลายสีแดงของสเปกตรัมจะถูกคูณสองเท่าและเฮเทอโรไดน์กับความถี่ขององค์ประกอบหวีที่ปลายสีน้ำเงินของสเปกตรัม ทำให้หวีสามารถทำหน้าที่เป็นตัวอ้างอิงของตัวเองได้ ด้วยวิธีนี้ การล็อกเอาต์พุตหวีความถี่กับมาตรฐานอะตอมสามารถทำได้ในขั้นตอนเดียว ในการวัดความถี่ที่ไม่ทราบค่า เอาต์พุตหวีความถี่จะถูกกระจายออกเป็นสเปกตรัม ความถี่ที่ไม่ทราบค่าจะซ้อนทับกับส่วนสเปกตรัมที่เหมาะสมของหวี และความถี่ของบีทเฮเทอโรไดน์ที่ได้จะถูกวัด^{[ 68 ] [ 69 ]}

หนึ่งในการประยุกต์ใช้ทางอุตสาหกรรมที่พบได้บ่อยที่สุดของการแทรกสอดทางแสงคือการใช้เป็นเครื่องมือวัดอเนกประสงค์สำหรับการตรวจสอบลักษณะพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูง เทคนิคการวัดแบบแทรกสอดที่นิยม ได้แก่ การแทรกสอดแบบเปลี่ยนเฟส (PSI) ^{[ 70 ]}และการแทรกสอดแบบสแกนแนวตั้ง (VSI) ^{[ 71 ]}หรือที่รู้จักกันในชื่อการแทรกสอดแสงขาวแบบ สแกน (SWLI) หรือตามคำศัพท์ ISO ว่าการแทรกสอดแบบสแกน ความสอดคล้อง (CSI) ^{[ 72 ]} CSI ใช้ประโยชน์จากความสอดคล้องเพื่อขยายขอบเขตความสามารถของกล้องจุลทรรศน์แบบแทรกสอด^{[ 73 ] [ 74 ]}เทคนิคเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์และไมโครออปติก PSI ใช้แสงโมโนโครมาติกและให้การวัดที่แม่นยำมาก อย่างไรก็ตาม สามารถใช้งานได้เฉพาะกับพื้นผิวที่เรียบมากเท่านั้น CSI มักใช้แสงขาวและรูรับแสงเชิงตัวเลขสูง และแทนที่จะดูที่เฟสของแถบแสง เช่นเดียวกับ PSI จะมองหาตำแหน่งที่ดีที่สุดของความคมชัดของแถบแสงสูงสุดหรือคุณลักษณะอื่น ๆ ของรูปแบบแถบแสงโดยรวม ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด CSI ให้การวัดที่แม่นยำน้อยกว่า PSI แต่สามารถใช้กับพื้นผิวที่ขรุขระได้ การกำหนดค่าบางอย่างของ CSI ซึ่งรู้จักกันในชื่อต่างๆ เช่น Enhanced VSI (EVSI), SWLI ความละเอียดสูง หรือ Frequency Domain Analysis (FDA) ใช้เอฟเฟกต์ความสอดคล้องร่วมกับเฟสการรบกวนเพื่อเพิ่มความแม่นยำ^{[ 75 ] [ 76 ]}

การแทรกสอดแบบเปลี่ยนเฟส (Phase Shifting Interferometry) ช่วยแก้ปัญหาหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์แบบคลาสสิกของภาพแทรกสอดแบบคงที่ โดยทั่วไปแล้ว เราจะวัดตำแหน่งของจุดศูนย์กลางของแถบการแทรกสอด ดังที่เห็นในรูปที่ 13 การเบี่ยงเบนของแถบการแทรกสอดจากความตรงและระยะห่างที่เท่ากันจะให้ค่าการวัดความคลาดเคลื่อน ข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งของจุดศูนย์กลางของแถบการแทรกสอดเป็นข้อจำกัดโดยธรรมชาติของความแม่นยำในการวิเคราะห์แบบคลาสสิก และความแปรผันของความเข้มใดๆ ทั่วทั้งภาพแทรกสอดก็จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดเช่นกัน มีความสมดุลระหว่างความแม่นยำและจำนวนจุดข้อมูล: แถบการแทรกสอดที่อยู่ใกล้กันจะให้จุดข้อมูลจำนวนมากที่มีความแม่นยำต่ำ ในขณะที่แถบการแทรกสอดที่อยู่ห่างกันจะให้จุดข้อมูลที่มีความแม่นยำสูงจำนวนน้อย เนื่องจากข้อมูลจุดศูนย์กลางของแถบการแทรกสอดเป็นข้อมูลเดียวที่ใช้ในการวิเคราะห์แบบคลาสสิก ข้อมูลอื่นๆ ทั้งหมดที่อาจได้รับในทางทฤษฎีจากการวิเคราะห์โดยละเอียดของความแปรผันของความเข้มในภาพแทรกสอดจึงถูกทิ้งไป^{[ 77 ] [ 78 ]}สุดท้ายนี้ สำหรับอินเตอร์เฟอโรแกรมแบบคงที่ จำเป็นต้องมีข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อกำหนดขั้วของหน้าคลื่น: ในรูปที่ 13 จะเห็นได้ว่าพื้นผิวที่ทดสอบทางด้านขวาเบี่ยงเบนจากความเรียบ แต่ไม่สามารถบอกได้จากภาพเดียวนี้ว่าการเบี่ยงเบนจากความเรียบนั้นเป็นแบบเว้าหรือนูน ตามธรรมเนียมแล้ว ข้อมูลนี้จะได้รับโดยใช้วิธีที่ไม่เป็นอัตโนมัติ เช่น การสังเกตทิศทางที่แถบเคลื่อนที่เมื่อพื้นผิวอ้างอิงถูกดัน^{[ 79 ]}

การแทรกสอดแบบเปลี่ยนเฟสเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ได้โดยไม่ต้องอาศัยการค้นหาจุดศูนย์กลางของแถบ แต่ใช้วิธีรวบรวมข้อมูลความเข้มจากทุกจุดของ เซ็นเซอร์ภาพ CCDแทน ดังที่เห็นในรูปที่ 17 จะมีการวิเคราะห์อินเตอร์เฟอโรแกรมหลายภาพ (อย่างน้อยสามภาพ) โดยเลื่อนพื้นผิวออปติคอลอ้างอิงด้วยเศษส่วนที่แม่นยำของความยาวคลื่นระหว่างการเปิดรับแสงแต่ละครั้งโดยใช้ตัวแปลงสัญญาณเพียโซอิเล็กทริก (PZT) หรืออีกทางหนึ่ง สามารถสร้างการเปลี่ยนเฟสที่แม่นยำได้โดยการปรับความถี่ของเลเซอร์^{[ 80 ]}ภาพที่ถ่ายได้จะถูกประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์เพื่อคำนวณข้อผิดพลาดของหน้าคลื่นออปติคอล ความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำของ PSI นั้นมากกว่าที่ทำได้ในการวิเคราะห์อินเตอร์เฟอโรแกรมแบบคงที่มาก โดยความสามารถในการทำซ้ำของการวัดที่หนึ่งในร้อยของความยาวคลื่นเป็นเรื่องปกติ^{[ 77 ] [ 78 ]}เทคโนโลยีการเปลี่ยนเฟสได้รับการปรับให้เข้ากับอินเตอร์เฟอโรเมตรหลายประเภท เช่น Twyman–Green, Mach–Zehnder, laser Fizeau และแม้แต่การกำหนดค่าเส้นทางทั่วไป เช่น อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบจุดเลี้ยวเบนและแบบเฉือนด้านข้าง^{[ 79 ] [ 81 ]}โดยทั่วไปแล้ว เทคนิคการเลื่อนเฟสสามารถปรับใช้กับระบบเกือบทุกระบบที่ใช้แถบแสงในการวัด เช่น การวัดการแทรกสอดแบบโฮโลแกรมและแบบสเปคเคิล^{[ 79 ]}

ในการวัดการแทรกสอดแบบสแกนความสอดคล้อง [ ^{82 ]}การแทรกสอดจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อความล่าช้าของความยาวเส้นทางของเครื่องวัดการแทรกสอดตรงกันภายในเวลาความสอดคล้องของแหล่งกำเนิดแสง CSI ตรวจสอบความคมชัดของแถบแทนที่จะเป็นเฟสของแถบ^{[ 2 ] : 105} รูปที่ 17 แสดงกล้องจุลทรรศน์ CSI ที่ใช้เครื่องวัดการแทรกสอดแบบ Mirauในเลนส์วัตถุ เครื่องวัดการแทรกสอดรูปแบบอื่นที่ใช้กับแสงสีขาว ได้แก่ เครื่องวัดการแทรกสอดแบบ Michelson (สำหรับเลนส์วัตถุที่มีกำลังขยายต่ำ ซึ่งกระจกอ้างอิงในเลนส์วัตถุแบบ Mirau จะรบกวนรูรับแสงมากเกินไป) และเครื่องวัดการแทรกสอดแบบ Linnik (สำหรับเลนส์วัตถุที่มีกำลังขยายสูงและมีระยะการทำงานจำกัด) ^{[ 83 ]}ตัวอย่าง (หรือเลนส์วัตถุ) จะถูกเลื่อนในแนวตั้งตลอดช่วงความสูงทั้งหมดของตัวอย่าง และจะพบตำแหน่งที่มีความคมชัดของแถบสูงสุดสำหรับแต่ละพิกเซล^{[ 73 ] [ 84 ]}ประโยชน์หลักของการสแกนแบบอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโคเฮเรนซ์คือ ระบบสามารถออกแบบได้โดยไม่ประสบปัญหาความกำกวม 2 pi ของอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโคเฮเรนซ์^{[ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]}และดังที่เห็นในรูปที่ 18 ซึ่งสแกนปริมาตร 180μm x 140μm x 10μm ระบบนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างโปรไฟล์ของขั้นบันไดและพื้นผิวที่ขรุขระ ความละเอียดตามแนวแกนของระบบถูกกำหนดบางส่วนโดยความยาวโคเฮเรนซ์ของแหล่งกำเนิดแสง^{[ 88 ] [ 89 ]} การใช้งานในอุตสาหกรรม ได้แก่ การวัดพื้นผิวในกระบวนการผลิตการวัดความหยาบ การวัดพื้นผิว 3 มิติในพื้นที่ที่เข้าถึงยากและในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย การสร้างโปรไฟล์ของพื้นผิวที่มีคุณลักษณะอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างสูง (ร่อง ช่อง รู) และการวัดความหนาของฟิล์ม (อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และออปติก เป็นต้น) ^{[ 90 ] [ 91 ]}

ภาพที่ 19 แสดง ชุด อุปกรณ์อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบทไวแมน-กรีนสำหรับการสแกนวัตถุขนาดใหญ่ด้วยแสงสีขาว

การแทรกสอดแบบโฮโลแกรมเป็นเทคนิคที่ใช้โฮโลแกรมในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเล็กน้อยในการใช้งานความยาวคลื่นเดียว ในการใช้งานความยาวคลื่นหลายช่วง จะใช้เพื่อทำการวัดมิติของชิ้นส่วนและชุดประกอบขนาดใหญ่ และเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องบนพื้นผิวขนาดใหญ่^{[ 2 ] : 111–120}

การแทรกสอดแบบโฮโลแกรมถูกค้นพบโดยบังเอิญอันเป็นผลมาจากความผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการสร้างโฮโลแกรม เลเซอร์ในยุคแรกค่อนข้างอ่อนและแผ่นฟิล์มถ่ายภาพมีความไวต่ำ ทำให้ต้องใช้เวลาในการเปิดรับแสงนาน ซึ่งอาจเกิดการสั่นสะเทือนหรือการเลื่อนเล็กน้อยในระบบออปติก โฮโลแกรมที่ได้ซึ่งแสดงให้เห็นวัตถุโฮโลแกรมที่ถูกปกคลุมด้วยริ้ว จึงถือว่าเสียหาย^{[ 92 ]}

ในที่สุด กลุ่มนักทดลองอิสระหลายกลุ่มในช่วงกลางทศวรรษที่ 1960 ก็ตระหนักว่าแถบแสงเข้ารหัสข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงมิติที่เกิดขึ้นในวัตถุ และเริ่มสร้างภาพซ้อนโฮโลแกรมโดยเจตนา บทความหลัก เกี่ยวกับ การแทรกสอดโฮโลแกรมครอบคลุมข้อพิพาทเกี่ยวกับลำดับความสำคัญของการค้นพบที่เกิดขึ้นระหว่างการออกสิทธิบัตรสำหรับวิธีการนี้^{[ 93 ]}

การถ่ายภาพโฮโลแกรมแบบสองหรือหลายภาพซ้อนเป็นหนึ่งในสามวิธีที่ใช้ในการสร้างภาพโฮโลแกรมแบบอินเตอร์เฟอโรแกรม การถ่ายภาพครั้งแรกจะบันทึกวัตถุในสภาวะที่ไม่มีแรงกด การถ่ายภาพครั้งต่อๆ ไปบนแผ่นฟิล์มเดียวกันจะทำในขณะที่วัตถุได้รับแรงกดบางอย่าง ภาพรวมจะแสดงความแตกต่างระหว่างสภาวะที่มีแรงกดและสภาวะที่ไม่มีแรงกด^{[ 94 ]}

การสร้างภาพโฮโลแกรมแบบเรียลไทม์เป็นอีกวิธีหนึ่งในการสร้างอินเตอร์เฟอโรแกรมโฮโลแกรม โดยจะสร้างภาพโฮโลแกรมของวัตถุที่ไม่มีแรงกระทำ จากนั้นฉายแสงอ้างอิงไปยังภาพโฮโลแกรมนี้เพื่อสร้างภาพโฮโลแกรมของวัตถุที่ซ้อนทับอยู่บนวัตถุเดิมโดยตรง ในขณะที่วัตถุนั้นกำลังได้รับแรงกระทำ คลื่นจากภาพโฮโลแกรมนี้จะรบกวนคลื่นใหม่ที่มาจากวัตถุ เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรูปร่างแบบเรียลไทม์ได้^{[ 94 ]}

วิธีที่สามคือการสร้างภาพโฮโลแกรมแบบเฉลี่ยเวลา ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างภาพโฮโลแกรมในขณะที่วัตถุอยู่ภายใต้ความเครียดหรือการสั่นสะเทือนเป็นระยะๆ ซึ่งจะทำให้ได้ภาพของรูปแบบการสั่นสะเทือน^{[ 94 ]}

• 
  ภาพที่ 20 ภาพถ่าย InSAR ของภูเขาไฟคิลาเวอา รัฐฮาวาย แสดงริ้วที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของภูมิประเทศในช่วงระยะเวลาหกเดือน
• 
  รูปที่ 21. แถบสเปกตรัม ESPI แสดงโหมดการสั่นของแผ่นสี่เหลี่ยมที่ยึดแน่น

เรดาร์สังเคราะห์รูรับแสงแบบอินเตอร์เฟอโรเมตริก (InSAR) เป็นเทคนิคเรดาร์ที่ใช้ในธรณีวิทยาและการสำรวจระยะไกล ภาพ เรดาร์สังเคราะห์รูรับแสงจากดาวเทียมของลักษณะทางภูมิศาสตร์จะถูกถ่ายในวันต่างๆ กัน และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างภาพเรดาร์ที่ถ่ายในวันต่างๆ กันจะถูกบันทึกเป็นแถบคล้ายกับที่ได้จากการแทรกสอดแบบโฮโลแกรม เทคนิคนี้สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรูปร่างในระดับเซนติเมตรถึงมิลลิเมตรที่เกิดจากแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และดินถล่ม และยังมีประโยชน์ในด้านวิศวกรรมโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบการทรุดตัวและความเสถียรของโครงสร้าง รูปที่ 20 แสดงภูเขาไฟคิลาเวอา ซึ่งเป็นภูเขาไฟที่ยังปะทุอยู่ในฮาวาย ข้อมูลที่ได้จากการใช้เรดาร์สังเคราะห์รูรับแสงแบบ X-band ของกระสวยอวกาศเอนเดเวอร์ในวันที่ 13 เมษายน 1994 และ 4 ตุลาคม 1994 ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแถบอินเตอร์เฟอโรเมตริก ซึ่งถูกซ้อนทับบนภาพ X-SAR ของคิลาเวอา^{[ 95 ]}

การแทรกสอดแบบลายจุดอิเล็กทรอนิกส์ (ESPI) หรือที่รู้จักกันในชื่อโฮโลแกรมทีวี ใช้การตรวจจับและบันทึกวิดีโอเพื่อสร้างภาพของวัตถุซึ่งมีรูปแบบแถบซ้อนทับอยู่ ซึ่งแสดงถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุระหว่างการบันทึก (ดูรูปที่ 21) แถบเหล่านี้คล้ายกับที่ได้จากการแทรกสอดแบบโฮโลแกรม^{[ 2 ] : 111–120 [ 96 ]}

เมื่อเลเซอร์ถูกประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกเลเซอร์สเปคเคิลถือเป็นข้อเสียร้ายแรงในการใช้เลเซอร์ส่องสว่างวัตถุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างภาพโฮโลแกรมเนื่องจากภาพที่ได้มีลักษณะเป็นเม็ดๆ ต่อมาจึงได้ตระหนักว่ารูปแบบสเปคเคิลสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเสียรูปของพื้นผิววัตถุได้ บัตเตอร์สและลีนเดอร์ทซ์ได้พัฒนาเทคนิคการแทรกสอดของรูปแบบสเปคเคิลในปี 1970 ^{[ 97 ]}และตั้งแต่นั้นมา สเปคเคิลก็ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในแอปพลิเคชันอื่นๆ อีกมากมาย มีการถ่ายภาพรูปแบบสเปคเคิลก่อนการเสียรูป และถ่ายภาพรูปแบบสเปคเคิลหลังจากเสียรูปแล้ว การลบภาพสองภาพแบบดิจิทัลส่งผลให้เกิดรูปแบบแถบความสัมพันธ์ โดยที่แถบแสดงถึงเส้นของการเสียรูปที่เท่ากัน พัลส์เลเซอร์สั้นๆ ในช่วงนาโนวินาทีสามารถใช้ในการจับภาพเหตุการณ์ชั่วคราวที่รวดเร็วมากได้ อย่างไรก็ตาม มีปัญหาเรื่องเฟสอยู่: ในกรณีที่ไม่มีข้อมูลอื่น เราไม่สามารถบอกความแตกต่างระหว่างเส้นโค้งที่แสดงถึงจุดสูงสุดกับเส้นโค้งที่แสดงถึงจุดต่ำสุดได้ เพื่อแก้ไขปัญหาความกำกวมของเฟส ESPI อาจรวมเข้ากับวิธีการเปลี่ยนเฟส^{[ 98 ] [ 99 ]}

วิธีการสร้าง เส้นฐาน ทางธรณีวิทยา ที่แม่นยำ ซึ่งคิดค้นโดยYrjö Väisäläใช้ประโยชน์จากความยาวการเชื่อมโยงที่ต่ำของแสงขาว ในขั้นต้น แสงขาวถูกแยกออกเป็นสองส่วน โดยลำแสงอ้างอิง "พับ" และสะท้อนไปมาหกครั้งระหว่างกระจกคู่หนึ่งที่เว้นระยะห่างกัน 1 เมตรอย่างแม่นยำ เฉพาะในกรณีที่เส้นทางการทดสอบเป็น 6 เท่าของเส้นทางอ้างอิงอย่างแม่นยำเท่านั้นจึงจะเห็นแถบ การประยุกต์ใช้ขั้นตอนดังกล่าวซ้ำๆ ทำให้สามารถวัดระยะทางได้อย่างแม่นยำถึง 864 เมตร เส้นฐานที่สร้างขึ้นนี้ใช้ในการสอบเทียบอุปกรณ์วัดระยะทางทางธรณีวิทยา ส่งผลให้ได้ มาตราส่วนที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ ทางมาตรวิทยาสำหรับเครือข่ายทางธรณีวิทยาที่วัดโดยเครื่องมือเหล่านี้^{[ 100 ]} (วิธีการนี้ถูกแทนที่ด้วย GPS แล้ว)

การใช้งานอื่นๆ ของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ได้แก่ การศึกษาการกระจายตัวของวัสดุ การวัดดัชนีการหักเหที่ซับซ้อน และคุณสมบัติทางความร้อน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการทำแผนที่การเคลื่อนที่สามมิติ รวมถึงการทำแผนที่รูปแบบการสั่นสะเทือนของโครงสร้าง^{[ 75 ]}

การประยุกต์ใช้การแทรกสอดเลเซอร์ในทางทหารที่เป็นไปได้ ซึ่งได้รับการบันทึกไว้ในปี พ.ศ. 2507 ได้แก่ "การกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำในการวิจัย การผลิต และการใช้งานอุปกรณ์ภาคสนาม เช่น การจัดแนวขีปนาวุธหรืออุปกรณ์เล็งป้อมปืน ในด้านธรณีวิทยาและการทำแผนที่ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้แผนที่ที่แม่นยำถึงระดับไมโครนิ้ว แต่การกำหนดเส้นฐานที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ และในการวัดระยะไกลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศ [...] ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการมองเห็นทางแสง" ^{[ 101 ]}

การแทรกสอดเชิงแสง ซึ่งประยุกต์ใช้ในชีววิทยาและการแพทย์ ให้ความสามารถในการวัดที่ไวต่อการวัดโมเลกุลชีวภาพ ส่วนประกอบย่อยของเซลล์ เซลล์ และเนื้อเยื่อ^{[ 102 ]} ไบโอเซนเซอร์แบบไม่มีฉลากหลายรูปแบบอาศัยการแทรกสอด เนื่องจากปฏิสัมพันธ์โดยตรงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากับความสามารถในการโพลาไรซ์ของโมเลกุลในท้องถิ่น ช่วยลดความจำเป็นในการใช้แท็กเรืองแสงหรือ เครื่องหมาย อนุภาคนาโนในระดับที่ใหญ่ขึ้น การแทรกสอดของเซลล์มีลักษณะร่วมกับกล้องจุลทรรศน์แบบคอนทราสต์เฟส แต่ประกอบด้วยการกำหนดค่าเชิงแสงที่ไวต่อเฟสจำนวนมาก ซึ่งอาศัยการแทรกสอดเชิงแสงระหว่างส่วนประกอบของเซลล์ผ่านการหักเหและการเลี้ยวเบน ในระดับเนื้อเยื่อ การแพร่กระจายของแสงที่กระเจิงไปข้างหน้าแบบกึ่งโคherent ผ่านความคลาดเคลื่อนขนาดเล็กและความไม่สม่ำเสมอของโครงสร้างเนื้อเยื่อ เปิดโอกาสให้ใช้การควบคุมแบบไวต่อเฟส (โทโมกราฟีความสอดคล้องเชิงแสง) เช่นเดียวกับสเปกโทรสโกปีความผันผวนแบบไวต่อเฟส เพื่อสร้างภาพคุณสมบัติเชิงโครงสร้างและพลวัตที่ละเอียดอ่อน

รูปที่ 22. การจัดวางอุปกรณ์ทางแสงทั่วไปของเครื่อง OCT แบบจุดเดียว

ภาพที่ 23. โรคจอประสาทตาบวมน้ำส่วนกลางถ่ายภาพโดยใช้เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบใช้แสง (Optical Coherence Tomography)

การถ่ายภาพด้วยคลื่นแสงแบบความสอดคล้องต่ำ ( Optical Coherence Tomographyหรือ OCT) เป็นเทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่ใช้การแทรกสอดของแสงที่มีความสอดคล้องต่ำ เพื่อให้ได้ภาพตัดขวางของโครงสร้างจุลภาคภายในเนื้อเยื่อ ดังแสดงในรูปที่ 22 หัวใจสำคัญของระบบ OCT ทั่วไปคือเครื่องมือวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสัน (Michelson interferometer) แขนของเครื่องมือวัดการแทรกสอดด้านหนึ่งจะโฟกัสไปที่ตัวอย่างเนื้อเยื่อและสแกนตัวอย่างในรูปแบบการสแกนตามแนวยาว XY ส่วนแขนของเครื่องมือวัดการแทรกสอดอีกด้านหนึ่งจะสะท้อนจากกระจกอ้างอิง แสงที่สะท้อนจากตัวอย่างเนื้อเยื่อจะรวมกับแสงที่สะท้อนจากกระจกอ้างอิง เนื่องจากความสอดคล้องต่ำของแหล่งกำเนิดแสง สัญญาณการแทรกสอดจึงสังเกตได้เฉพาะในความลึกที่จำกัดของตัวอย่างเท่านั้น ดังนั้นการสแกน XY จึงบันทึกภาพตัดขวางบางๆ ของตัวอย่างทีละครั้ง โดยการทำการสแกนหลายครั้งและเลื่อนกระจกอ้างอิงระหว่างการสแกนแต่ละครั้ง จะสามารถสร้างภาพสามมิติทั้งหมดของเนื้อเยื่อขึ้นมาใหม่ได้^{[ 103 ] [ 104 ]}ความก้าวหน้าล่าสุดได้พยายามที่จะรวมการดึงเฟสระดับนาโนเมตรของอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโคherent เข้ากับความสามารถในการวัดระยะของอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโคherent ต่ำ^{[ 75 ]}

• 
  ภาพที่ 24 เซลล์ Spyrogira (ที่หลุดออกจากเส้นใยสาหร่าย) ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบเฟสคอนทราสต์
• 
  ภาพที่ 25. โอโอซิสต์ที่ยังไม่สร้างสปอร์ ของ Toxoplasma gondii , ความแตกต่างของแสงแบบอินเตอร์เฟอเรนซ์
• 
  ภาพที่ 26 ภาพเอกซเรย์ความละเอียดสูงแบบคอนทราสต์เฟสของแมงมุม

กล้องจุลทรรศน์ แบบเฟสคอนทราสต์และแบบดิฟเฟอเรนเชียลอินเตอร์เฟอเรนซ์คอนทราสต์ (DIC) เป็นเครื่องมือสำคัญในชีววิทยาและการแพทย์ เซลล์สัตว์ส่วนใหญ่และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีสีน้อยมาก และออร์แกเนลล์ภายในเซลล์แทบจะมองไม่เห็นเลยภายใต้แสงสว่าง ธรรมดา โครงสร้างเหล่านี้สามารถทำให้มองเห็นได้โดยการย้อมสีตัวอย่าง แต่กระบวนการย้อมสีนั้นใช้เวลานานและทำให้เซลล์ตาย ดังที่เห็นในรูปที่ 24 และ 25 กล้องจุลทรรศน์แบบเฟสคอนทราสต์และ DIC ช่วยให้สามารถศึกษาเซลล์ที่มีชีวิตโดยไม่ต้องย้อมสีได้^{[ 105 ]} DIC ยังมีการใช้งานที่ไม่ใช่ทางชีววิทยา เช่น ในการวิเคราะห์กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนแบบระนาบ

การแทรกสอดแบบความสอดคล้องต่ำที่แยกตามมุม (a/LCI) ใช้แสงที่กระเจิงเพื่อวัดขนาดของวัตถุย่อยเซลล์ รวมถึง นิวเคลียส ของเซลล์วิธีนี้ทำให้สามารถรวมการวัดความลึกของการแทรกสอดเข้ากับการวัดความหนาแน่นได้ มีการค้นพบความสัมพันธ์ต่างๆ ระหว่างสถานะสุขภาพของเนื้อเยื่อและการวัดวัตถุย่อยเซลล์ ตัวอย่างเช่น พบว่าเมื่อเนื้อเยื่อเปลี่ยนจากปกติเป็นมะเร็ง ขนาดเฉลี่ยของนิวเคลียสของเซลล์จะเพิ่มขึ้น^{[ 106 ] [ 107 ]}

การถ่ายภาพเอกซเรย์แบบคอนทราสต์เฟส (รูปที่ 26) หมายถึงเทคนิคต่างๆ ที่ใช้ข้อมูลเฟสของลำแสงเอกซเรย์แบบโคherent เพื่อสร้างภาพเนื้อเยื่ออ่อน (สำหรับการอธิบายเบื้องต้น โปรดดูการถ่ายภาพเอกซเรย์แบบคอนทราสต์เฟส (บทนำ)สำหรับการทบทวนเชิงลึกมากขึ้น โปรดดูการถ่ายภาพเอกซเรย์แบบคอนทราสต์เฟส ) วิธีนี้ได้กลายเป็นวิธีการสำคัญในการมองเห็นโครงสร้างของเซลล์และเนื้อเยื่อในงานวิจัยทางชีววิทยาและการแพทย์ที่หลากหลาย มีเทคโนโลยีหลายอย่างที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพเอกซเรย์แบบคอนทราสต์เฟส โดยแต่ละเทคโนโลยีใช้หลักการที่แตกต่างกันในการแปลงความแปรผันของเฟสในเอกซเรย์ที่ออกมาจากวัตถุให้เป็นความแปรผันของความเข้ม^{[ 108 ] [ 109 ]}ซึ่งรวมถึงคอนทราสต์เฟสตามการแพร่กระจาย^{[ 110 ]} อินเตอร์ เฟอโรเมตรีแบบทัลบอต^{[ 109 ]} อินเตอร์เฟอโรเมตรีสนามไกลแบบมัว เร ^{[ 111 ]}การถ่ายภาพที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วยการหักเห^{[ 112 ]}และอินเตอร์เฟอโรเมตรีรังสีเอกซ์^{[ 113 ]}วิธีการเหล่านี้ให้คอนทราสต์ที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับการถ่ายภาพรังสีเอกซ์แบบคอนทราสต์การดูดซับปกติ ทำให้สามารถมองเห็นรายละเอียดที่เล็กกว่าได้ ข้อเสียคือวิธีการเหล่านี้ต้องการอุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่า เช่นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์แบบซินโครตรอนหรือไมโครโฟกัสเลนส์รังสีเอกซ์หรือเครื่องตรวจจับรังสีเอกซ์ความละเอียดสูง

• ความสอดคล้อง
• การวัดการแทรกสอดแบบสแกนความสอดคล้อง
• เซ็นเซอร์นำทางละเอียด (HST) (HST FGS คือเครื่องวัดการรบกวนของแสง)
• โฮโลแกรม
• การมองเห็นด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตริก
• ลิโทกราฟีแบบแทรกสอด
• รายชื่อประเภทของอินเตอร์เฟอโรเมตร
• การวัดด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบแรมซีย์
• การวัดการแทรกสอดของคลื่นไหวสะเทือน
• หลักการซ้อนทับ
• การวัดด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบฐานยาวมาก
• ฟลักซ์ระยะห่างเป็นศูนย์