เครื่องมือวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสัน (Michelson interferometer)เป็นรูปแบบที่ใช้กันทั่วไปในการวัด การแทรกสอด ทางแสงและคิดค้นโดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันอัลเบิร์ต อับราฮัม มิเชลสันในปี 1887 โดยใช้ตัวแยกแสง (beam splitter ) แยกแหล่งกำเนิดแสงออกเป็นสองแขน ลำแสงแต่ละลำจะสะท้อนกลับไปยังตัวแยกแสง จากนั้นตัวแยกแสงจะรวมแอมพลิจูดของลำแสงทั้งสองโดยใช้หลักการซ้อนทับ รูปแบบการแทรกสอดที่เกิดขึ้นซึ่งไม่ได้สะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดแสง มักจะถูกส่งไปยังตัวตรวจจับแสงหรือกล้องถ่ายภาพ สำหรับการใช้งานเครื่องมือวัดการแทรกสอดที่แตกต่างกัน เส้นทางของแสงทั้งสองอาจมีความยาวต่างกัน หรืออาจรวมเอาองค์ประกอบทางแสง หรือแม้แต่สารที่กำลังทดสอบเข้าไปด้วย

เครื่องมือวัดการแทรกสอดของมิเชลสันถูกนำไปใช้ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์มากมาย และเป็นที่รู้จักกันดีจากการใช้งานโดยมิเชลสันและเอ็ดเวิร์ด มอร์ลีย์ในการทดลองมิเชลสัน-มอร์ลีย์ อันโด่งดัง (1887) ^{[ 1 ]}ในการกำหนดค่าที่จะตรวจจับการเคลื่อนที่ของโลกผ่านอีเธอร์เรืองแสงที่นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ในเวลานั้นเชื่อว่าเป็นตัวกลางที่คลื่นแสงแพร่กระจายผลลัพธ์ที่เป็นศูนย์ของการทดลองนั้นพิสูจน์ได้ว่าอีเธอร์ดังกล่าวไม่มีอยู่จริง ซึ่งนำไปสู่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและการปฏิวัติในฟิสิกส์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ในปี 2015 การประยุกต์ใช้เครื่องมือวัดการแทรกสอดของมิเชลสันอีกอย่างหนึ่งคือLIGO ได้ทำการสังเกตคลื่นความโน้มถ่วง โดยตรงเป็นครั้งแรก ^{[ 2 ]}การสังเกตนั้นยืนยันการทำนายที่สำคัญของทฤษฎี สั มพัทธภาพทั่วไปโดยตรวจสอบความถูกต้องของการทำนายของทฤษฎีเกี่ยวกับการบิดเบือนของกาลอวกาศในบริบทของเหตุการณ์จักรวาลขนาดใหญ่ (ที่รู้จักกันในชื่อการทดสอบสนามแรง )

อินเตอร์เฟอโรเมตรของมิเชลสันประกอบด้วยกระจกM ₁และM ₂และตัวแยกแสงM อย่างน้อยที่สุด (แม้ว่าจะมีการใช้ตะแกรงเลี้ยวเบน ด้วยก็ตาม ^{[ 3 ]} ) ในรูปที่ 2 แหล่งกำเนิดแสงSปล่อยแสงที่กระทบกับพื้นผิวตัวแยกแสง (ในกรณีนี้คือตัวแยกแสงแบบแผ่น) Mที่จุดC M สะท้อน แสงได้บางส่วน ดังนั้นแสงบางส่วนจึงส่งผ่านไปยังจุดBในขณะที่บางส่วนสะท้อนไปในทิศทางของAลำแสงทั้งสองรวมกันที่จุดC'เพื่อสร้างรูปแบบการรบกวนที่ตกกระทบกับตัวตรวจจับที่จุดE (หรือบนเรตินาของดวงตาของบุคคล) ตัวอย่างเช่น หากมีมุมเล็กน้อยระหว่างลำแสงที่กลับมาทั้งสอง ตัวตรวจจับภาพจะบันทึกรูปแบบแถบ ไซน์ ดังแสดงในรูปที่ 3b หากมีการจัดเรียงเชิงพื้นที่ที่สมบูรณ์แบบระหว่างลำแสงที่กลับมา จะไม่มีรูปแบบดังกล่าว แต่จะมีความเข้มคงที่ทั่วทั้งลำแสงขึ้นอยู่กับความยาวเส้นทางที่แตกต่างกัน ซึ่งทำได้ยากและต้องใช้การควบคุมเส้นทางของลำแสงที่แม่นยำมาก

รูปที่ 2 แสดงการใช้แหล่งกำเนิดแสงแบบโคherent (เลเซอร์) แสงสเปกตรัมแบบแถบแคบจากการปล่อยประจุหรือแม้แต่แสงขาวก็สามารถใช้ได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ความแตกต่างของการแทรกสอดที่สำคัญ จำเป็นต้องลดความยาวเส้นทางที่แตกต่างกันให้ต่ำกว่าความยาวโคherentของแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งอาจมีค่าเพียงไม่กี่ไมโครเมตรสำหรับแสงขาว ดังที่จะกล่าวถึงต่อไป

หากใช้ตัวแยกแสงแบบไม่สูญเสียพลังงาน จะสามารถแสดงได้ว่าพลังงานแสงจะถูกอนุรักษ์ไว้ที่ทุกจุดบนรูปแบบการแทรกสอด พลังงานที่ไม่ได้ถูกส่งไปยังตัวตรวจจับที่Eจะอยู่ในรูปของลำแสง (ไม่ได้แสดงในภาพ) ที่กลับไปยังทิศทางของแหล่งกำเนิดแสง

ดังแสดงในรูปที่ 3a และ 3b ผู้สังเกตการณ์มองเห็นกระจกM ₁ โดยตรง ผ่านตัวแยกแสง และเห็นภาพสะท้อนM' ₂ของกระจกM ₂สามารถตีความแถบการแทรกสอดได้ว่าเป็นผลมาจากการแทรกสอดระหว่างแสงที่มาจากภาพเสมือนสองภาพS' ₁และS' ₂ของแหล่งกำเนิดแสงดั้งเดิมSลักษณะของรูปแบบการแทรกสอดขึ้นอยู่กับลักษณะของแหล่งกำเนิดแสงและการวางแนวที่แม่นยำของกระจกและตัวแยกแสง ในรูปที่ 3a องค์ประกอบทางแสงถูกจัดวางเพื่อให้S' ₁และS' ₂อยู่ในแนวเดียวกับผู้สังเกตการณ์ และรูปแบบการแทรกสอดที่ได้ประกอบด้วยวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่แนวตั้งฉากกับM ₁และM' ₂ (แถบการแทรกสอดที่มี ความเอียงเท่ากัน) ถ้าM ₁และM' ₂เอียงสัมพันธ์กันดังในรูปที่ 3b แถบการแทรกสอดโดยทั่วไปจะมีรูปร่างเป็นภาคตัดกรวย(ไฮเปอร์โบลา) แต่ถ้าM ₁และM' ₂ซ้อนทับกัน แถบการแทรกสอดใกล้แกนจะเป็นเส้นตรง ขนานกัน และมีระยะห่างเท่ากัน (แถบการแทรกสอดที่มีความหนาเท่ากัน) ถ้า S เป็นแหล่งกำเนิดแบบขยายแทนที่จะเป็นแหล่งกำเนิดแบบจุดดังที่แสดงไว้ แถบการแทรกสอดในรูปที่ 3a จะต้องสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ตั้งไว้ที่ระยะอนันต์ ในขณะที่แถบการแทรกสอดในรูปที่ 3b จะปรากฏเฉพาะบนกระจก^{[ 4 ] : 17}

แสงสีขาวมีความยาวการคงตัว ที่เล็กมาก และใช้งานได้ยากในอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสัน (หรือแบบมัค-เซนเดอร์ ) แม้แต่แหล่งกำเนิดแสงแบบแถบความถี่แคบ (หรือ "กึ่งโมโนโครมาติก") ก็ยังต้องให้ความสนใจอย่างระมัดระวังต่อปัญหาการกระจายตัวของสีเมื่อใช้ส่องสว่างอินเตอร์เฟอโรเมตร เส้นทางแสงทั้งสองต้องเท่ากันในทางปฏิบัติสำหรับทุกความยาวคลื่นที่มีอยู่ในแหล่งกำเนิด ข้อกำหนดนี้สามารถทำได้หากเส้นทางแสงทั้งสองผ่านกระจกที่มีความหนาเท่ากันและมีการกระจายตัว แบบเดียวกัน ในรูปที่ 4a ลำแสงแนวนอนผ่านตัวแยกแสงสามครั้ง ในขณะที่ลำแสงแนวตั้งผ่านตัวแยกแสงหนึ่งครั้ง เพื่อให้การกระจายตัวเท่ากัน อาจใส่แผ่นชดเชยที่เหมือนกับพื้นผิวของตัวแยกแสงเข้าไปในเส้นทางของลำแสงแนวตั้ง^{[ 4 ] : 16} ในรูปที่ 4b เราจะเห็นว่าการใช้ตัวแยกแสงแบบลูกบาศก์ทำให้ความยาวเส้นทางในกระจกเท่ากันแล้ว การใช้แสงเลเซอร์ที่มีแถบความถี่แคบมากจะช่วยลดความจำเป็นในการปรับสมดุลการกระจายแสงลงได้

ขอบเขตของแถบการแทรกสอดขึ้นอยู่กับความยาวของความสอดคล้องของแหล่งกำเนิดแสง ในรูปที่ 3b แสงโซเดียม สีเหลือง ที่ใช้ในการแสดงแถบการแทรกสอดประกอบด้วยเส้นคู่ที่อยู่ใกล้กันมาก คือ_D1และD2 _ซึ่ง หมายความว่ารูปแบบการแทรกสอดจะเบลอหลังจากแถบการแทรกสอดหลายร้อยแถบ เลเซอร์แบบโหมดตามยาวเดี่ยวมีความสอดคล้องสูงและสามารถสร้างการแทรกสอดที่มีความคมชัดสูงด้วยความยาวเส้นทางที่แตกต่างกันหลายล้านหรือหลายพันล้านความยาวคลื่น ในทางกลับกัน การใช้แสงสีขาว (บรอดแบนด์) แถบการแทรกสอดตรงกลางจะคมชัด แต่บริเวณที่ห่างจากแถบตรงกลาง แถบการแทรกสอดจะมีสีและจะมองเห็นได้ไม่ชัดเจนอย่างรวดเร็ว

นักทดลองยุคแรกๆ ที่พยายามตรวจจับความเร็วของโลกเทียบกับอีเธอร์เรืองแสง ที่คาดการณ์ไว้ เช่น Michelson และ Morley (1887) ^{[ 1 ]}และ Miller (1933) ^{[ 5 ]}ใช้แสงกึ่งโมโนโครมาติกเฉพาะสำหรับการจัดตำแหน่งเริ่มต้นและการปรับสมดุลเส้นทางหยาบของอินเตอร์เฟอโรเมตรเท่านั้น หลังจากนั้นพวกเขาเปลี่ยนไปใช้แสงสีขาว (บรอดแบนด์) เนื่องจากการใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรีแสงสีขาวทำให้พวกเขาสามารถวัดจุด สมดุล เฟสสัมบูรณ์ (แทนที่จะเป็นเฟสโมดูลัส 2π) จึงทำให้ความยาวเส้นทางของแขนทั้งสองเท่ากัน^{[ 6 ] [หมายเหตุ 1 ] [ 7 ] [หมายเหตุ 2 ]}ที่สำคัญกว่านั้น ในอินเตอร์เฟอโรเมตรีแสงสีขาว "การกระโดดของแถบ" ใดๆ ที่เกิดขึ้นภายหลัง (การเลื่อนความยาวเส้นทางที่แตกต่างกันหนึ่งความยาวคลื่น) จะถูกตรวจพบเสมอ

การจัดเรียงแบบอินเตอร์เฟอโรเมตรของมิเชลสันถูกนำไปใช้ในงานประยุกต์หลายประเภท

รูปที่ 5 แสดงการทำงานของสเปกโตรมิเตอร์แบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์ม ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคืออินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันที่มีกระจกเคลื่อนที่ได้หนึ่งบาน (สเปกโตรมิเตอร์แบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มที่ใช้งานได้จริงจะใช้ตัวสะท้อนแสงแบบลูกบาศก์มุมแทนกระจกแบนของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันทั่วไป แต่เพื่อความง่าย ภาพประกอบจึงไม่ได้แสดงสิ่งนี้) อินเตอร์เฟอโรแกรมถูกสร้างขึ้นโดยการวัดสัญญาณที่ตำแหน่งต่างๆ ของกระจกเคลื่อนที่ ฟู ริเยร์ทรานส์ฟอร์มจะ แปลงอินเตอร์เฟอโรแกรมให้เป็นสเปกตรัมจริง^{[ 8 ]}สเปกโตรมิเตอร์แบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มสามารถให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือสเปกโตรมิเตอร์แบบกระจายแสง (เช่น ตะแกรงและปริซึม) ภายใต้เงื่อนไขบางประการ (1) ตัวตรวจจับของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันจะตรวจสอบความยาวคลื่นทั้งหมดพร้อมกันตลอดการวัดทั้งหมด เมื่อใช้ตัวตรวจจับที่มีสัญญาณรบกวน เช่น ที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด จะทำให้มีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน เพิ่มขึ้น ในขณะที่ใช้เพียงองค์ประกอบตัวตรวจจับเดียว (2) อินเตอร์เฟอโรเมตรไม่จำเป็นต้องใช้ช่องรับแสงที่จำกัดเหมือนกับสเปกโตรมิเตอร์แบบตะแกรงหรือปริซึม ซึ่งต้องให้แสงขาเข้าผ่านช่องแคบเพื่อให้ได้ความละเอียดสเปกตรัม สูง นี่เป็นข้อดีเมื่อแสงขาเข้าไม่ใช่โหมดเชิงพื้นที่เดียว^{[ 9 ]}สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูข้อดี ของ Fellgett

อินเตอร์เฟอโรเมตร Twyman –Greenเป็นรูปแบบหนึ่งของอินเตอร์เฟอโรเมตร Michelson ที่ใช้ทดสอบชิ้นส่วนออปติกขนาดเล็ก ซึ่งคิดค้นและจดสิทธิบัตรโดย Twyman และ Green ในปี 1916 ลักษณะพื้นฐานที่แตกต่างจากโครงสร้างของ Michelson คือการใช้แหล่งกำเนิดแสงจุดโมโนโครมาติกและคอลลิเมเตอร์ Michelson (1918) วิพากษ์วิจารณ์โครงสร้างของ Twyman–Green ว่าไม่เหมาะสมสำหรับการทดสอบชิ้นส่วนออปติกขนาดใหญ่ เนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงที่มีอยู่มีความยาวโคเฮเรนซ์ จำกัด Michelson ชี้ให้เห็นว่าข้อจำกัดทางเรขาคณิตที่เกิดจากความยาวโคเฮเรนซ์ที่จำกัดนั้น ทำให้ต้องใช้กระจกอ้างอิงที่มีขนาดเท่ากับกระจกทดสอบ ทำให้ Twyman–Green ไม่สามารถนำไปใช้ได้จริงในหลายๆ กรณี^{[ 10 ]}หลายทศวรรษต่อมา การเกิดขึ้นของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ได้ตอบข้อโต้แย้งของ Michelson

การใช้กระจกอ้างอิงรูปทรงในแขนข้างหนึ่งทำให้สามารถใช้อินเตอร์เฟอโรเมตร Twyman–Green สำหรับทดสอบส่วนประกอบทางแสงรูปแบบต่างๆ เช่น เลนส์หรือกระจกกล้องโทรทรรศน์^{[ 11 ]}รูปที่ 6 แสดงการตั้งค่าอินเตอร์เฟอโรเมตร Twyman–Green เพื่อทดสอบเลนส์ แหล่งกำเนิดแสงเอกรงค์แบบจุดจะถูกขยายโดยเลนส์กระจายแสง (ไม่แสดงในภาพ) จากนั้นจะถูกปรับให้เป็นลำแสงขนาน กระจกทรงกลมนูนจะถูกจัดวางเพื่อให้จุดศูนย์กลางความโค้งตรงกับจุดโฟกัสของเลนส์ที่กำลังทดสอบ ลำแสงที่ออกมาจะถูกบันทึกโดยระบบสร้างภาพเพื่อการวิเคราะห์^{[ 12 ]}

"LUPI" คืออินเตอร์เฟอโรเมตรแบบทไวแมน-กรีนที่ใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์แบบโคherent ความยาวโคherent สูง ของเลเซอร์ช่วยให้สามารถใช้ความยาวเส้นทางที่ไม่เท่ากันในแขนทดสอบและแขนอ้างอิง และช่วยให้สามารถใช้การกำหนดค่าแบบทไวแมน-กรีนได้อย่างประหยัดในการทดสอบชิ้นส่วนออปติกขนาดใหญ่ Tajammal M ได้ใช้แผนการที่คล้ายกันนี้ในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขา (มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สหราชอาณาจักร ปี 1995) เพื่อปรับสมดุลแขนทั้งสองของระบบ LDA ระบบนี้ใช้ตัวเชื่อมต่อทิศทางใยแก้วนำแสง

การแทรกสอดของมิเชลสันเป็นวิธีการชั้นนำสำหรับการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง โดยตรง วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการตรวจจับความเครียด เล็กๆ ในอวกาศ ซึ่งส่งผลกระทบต่อแขนยาวสองข้างของอินเตอร์เฟอโรเมตรอย่างไม่เท่ากัน เนื่องมาจากคลื่นความโน้มถ่วงที่ผ่านเข้ามาอย่างแรง ในปี 2558 การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง ครั้งแรก ประสบความสำเร็จโดยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรมิเชลสันสองเครื่อง แต่ละเครื่องมีแขนยาว 4 กิโลเมตร ซึ่งประกอบกันเป็นหอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงแบบเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตร [ ^{13 ] นี่}เป็นการตรวจสอบเชิงทดลองครั้งแรกของคลื่นความโน้มถ่วงที่ทำนายไว้โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ด้วยการเพิ่มอินเตอร์เฟอโรเมตรเวอร์โกในยุโรป ทำให้สามารถคำนวณทิศทางที่คลื่นความโน้มถ่วงกำเนิดขึ้นได้ โดยใช้ความแตกต่างของเวลาการมาถึงเล็กน้อยระหว่างเครื่องตรวจจับทั้งสาม^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} ในปี 2563 อินเดียกำลังสร้างอินเตอร์เฟอโรเมตรมิเชลสันเครื่องที่สี่สำหรับการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง

ภาพที่ 7 แสดงการใช้เครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสันเป็นตัวกรองแบบแถบความถี่แคบที่ปรับได้ เพื่อสร้างภาพดอปเปลอร์ของพื้นผิวดวงอาทิตย์ เมื่อใช้เป็นตัวกรองแบบแถบความถี่แคบที่ปรับได้ เครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสันมีข้อดีและข้อเสียหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่นเครื่องวัดการแทรกสอดแบบฟาบรี-เปโรต์หรือตัวกรองแบบไลออตเครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสันมีมุมมองภาพที่กว้างที่สุดสำหรับความยาวคลื่นที่กำหนด และใช้งานได้ค่อนข้างง่าย เนื่องจากการปรับจูนทำได้โดยการหมุนแผ่นคลื่นเชิงกล แทนที่จะใช้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูงของผลึกเพียโซอิเล็กทริกหรือ ตัวปรับสัญญาณแสง ลิเธียมไนโอเบตอย่างที่ใช้ในระบบฟาบรี-เปโรต์ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวกรองแบบไลออตซึ่งใช้องค์ประกอบแบบไบรีฟริงเจนต์ เครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสันมีความไวต่ออุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ในด้านลบ เครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสันมีช่วงความยาวคลื่นที่ค่อนข้างจำกัด และต้องใช้ตัวกรองล่วงหน้าซึ่งจำกัดการส่งผ่านแสง ความน่าเชื่อถือของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันมีแนวโน้มที่จะเอื้อต่อการใช้งานในอวกาศ ในขณะที่ช่วงความยาวคลื่นที่กว้างและความเรียบง่ายโดยรวมของอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบฟาบรี-เปโรต์เอื้อต่อการใช้งานในระบบภาคพื้นดิน^{[ 17 ]}

อีกหนึ่งการประยุกต์ใช้ของเครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสันคือในเทคนิค การถ่ายภาพด้วยแสงแบบความสอดคล้องต่ำ ( Optical Coherence Tomography : OCT) ซึ่งเป็นเทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่ใช้การแทรกสอดแบบความสอดคล้องต่ำเพื่อให้ได้ภาพตัดขวางของโครงสร้างจุลภาคภายในเนื้อเยื่อ ดังที่แสดงในรูปที่ 8 แกนหลักของระบบ OCT ทั่วไปคือเครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสัน แขนของเครื่องวัดการแทรกสอดด้านหนึ่งจะโฟกัสไปที่ตัวอย่างเนื้อเยื่อและสแกนตัวอย่างในรูปแบบแรสเตอร์ตามแนวยาว XY แขนของเครื่องวัดการแทรกสอดอีกด้านหนึ่งจะสะท้อนจากกระจกอ้างอิง แสงสะท้อนจากตัวอย่างเนื้อเยื่อจะรวมกับแสงสะท้อนจากกระจกอ้างอิง เนื่องจากความสอดคล้องต่ำของแหล่งกำเนิดแสง สัญญาณการแทรกสอดจึงสังเกตได้เฉพาะในความลึกที่จำกัดของตัวอย่างเท่านั้น ดังนั้นการสแกน XY จึงบันทึกภาพตัดขวางบางๆ ของตัวอย่างทีละครั้ง โดยการทำการสแกนหลายครั้งและเลื่อนกระจกอ้างอิงระหว่างการสแกนแต่ละครั้ง จะสามารถสร้างภาพสามมิติทั้งหมดของเนื้อเยื่อขึ้นมาใหม่ได้^{[ 18 ] [ 19 ]}ความก้าวหน้าล่าสุดได้พยายามรวมการดึงเฟสระดับนาโนเมตรของอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโคherent เข้ากับความสามารถในการวัดระยะของอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโคherent ต่ำ^{[ 20 ]}

แอปพลิเค ชันอื่นๆ ได้แก่อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบดีเลย์ไลน์ซึ่งแปลงการมอดูเลชั่นเฟสเป็นการมอดูเลชั่นแอมพลิจูดใน เครือข่าย DWDMการกำหนดลักษณะของวงจรความถี่สูง^{[ 21 ] [ 22 ]}และการสร้างพลังงาน THz ต้นทุนต่ำ^{[ 23 ]}

เครื่องวัดการรบกวนของมิเชลสันมีบทบาทสำคัญในการศึกษาชั้นบรรยากาศตอนบนโดยเปิดเผยอุณหภูมิและลม โดยใช้ทั้งเครื่องมือบนอวกาศและบนพื้นดิน โดยการวัดความกว้างของดอปเปลอร์และการเลื่อนในสเปกตรัมของแสงเรืองรองและแสงออโรรา ตัวอย่างเช่น เครื่องวัดการรบกวนภาพลม WINDII ^{[ 24 ]}บนดาวเทียมวิจัยชั้นบรรยากาศตอนบน UARS (ปล่อยเมื่อวันที่ 12 กันยายน 1991) วัดรูปแบบลมและอุณหภูมิทั่วโลกจาก 80 ถึง 300 กม. โดยใช้การปล่อยแสงเรืองรองที่มองเห็นได้จากระดับความสูงเหล่านี้เป็นเป้าหมาย และใช้การรบกวนแบบดอปเปลอร์เชิงแสงเพื่อวัดการเลื่อนความยาวคลื่นเล็กน้อยของเส้นการปล่อยแสงเรืองรองอะตอมและโมเลกุลที่แคบซึ่งเกิดจากความเร็วโดยรวมของชั้นบรรยากาศที่บรรทุกสปีชีส์ที่ปล่อยแสง เครื่องมือที่ใช้คือเครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสัน (Michelson interferometer) ที่ทำจากกระจกทั้งหมด มีการขยายขอบเขตการมองเห็นแบบไม่คลาดสีและชดเชยความร้อน พร้อมด้วยตัวตรวจจับ CCD แบบเปลือยที่ถ่ายภาพขอบแสงเรืองรองในชั้นบรรยากาศผ่านเครื่องวัดการแทรกสอด ลำดับภาพที่ได้จากการปรับเฟสจะถูกประมวลผลเพื่อหาความเร็วลมสำหรับทิศทางการมองสองทิศทางที่ตั้งฉากกัน ทำให้ได้เวกเตอร์ลมในแนวนอน

หลักการของการใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรมิเชลสันแบบโพลาไรซ์เป็นตัวกรองแถบแคบได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยอีแวนส์^{[ 25 ]}ซึ่งได้พัฒนาโฟโตมิเตอร์แบบไบรีฟริงเจนต์ โดยแสงที่เข้ามาจะถูกแยกออกเป็นสองส่วนที่มีการโพลาไรซ์ตั้งฉากกันโดยตัวแยกแสงแบบโพลาไรซ์ ซึ่งอยู่ระหว่างลูกบาศก์มิเชลสันสองซีก สิ่งนี้ทำให้เกิดอินเตอร์เฟอโรเมตรมิเชลสันแบบโพลาไรซ์สนามกว้างตัวแรกที่อธิบายโดยไทเทิลและแรมซีย์^{[ 26 ]}ซึ่งใช้สำหรับการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ และนำไปสู่การพัฒนาเครื่องมือที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งใช้ในการวัดการแกว่งในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ โดยใช้เครือข่ายหอดูดาวรอบโลกที่รู้จักกันในชื่อ Global Oscillations Network Group (GONG) ^{[ 27 ]}

เครื่องวัดการรบกวนของมิเชลสันในบรรยากาศแบบโพลาไรซ์ (PAMI) ซึ่งพัฒนาโดย Bird et al. ^{[ 28 ]}และกล่าวถึงในSpectral Imaging of the Atmosphere [ ^{29 ]}ผสมผสานเทคนิคการปรับโพลาไรซ์ของ Title และ Ramsey ^{[ 26 ] เข้ากับเทคนิค ของ} Shepherd et al. ^{[ 30 ]}ในการหาค่าลมและอุณหภูมิจากการวัดอัตราการปล่อยที่ความแตกต่างของเส้นทางตามลำดับ แต่ระบบการสแกนที่ใช้โดย PAMI นั้นง่ายกว่าระบบกระจกเคลื่อนที่มาก เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ภายใน แต่ใช้การสแกนด้วยโพลาไรเซอร์ภายนอกเครื่องวัดการรบกวน PAMI ได้รับการสาธิตในการรณรงค์สังเกตการณ์^{[ 31 ]}ซึ่งประสิทธิภาพของมันถูกเปรียบเทียบกับสเปกโตรมิเตอร์ Fabry–Pérot และถูกนำมาใช้ในการวัดลมในชั้น E

เมื่อไม่นานมานี้ เครื่องมือHelioseismic and Magnetic Imager ( HMI ) บนSolar Dynamics Observatoryใช้ Michelson Interferometer สองตัวพร้อมตัวกรองโพลาไรซ์และองค์ประกอบที่ปรับได้อื่นๆ เพื่อศึกษาความแปรปรวนของดวงอาทิตย์และเพื่อกำหนดลักษณะภายในของดวงอาทิตย์พร้อมกับส่วนประกอบต่างๆ ของกิจกรรมแม่เหล็ก HMI ทำการวัดสนามแม่เหล็กตามแนวยาวและเวกเตอร์ที่มีความละเอียดสูงทั่วทั้งแผ่นดิสก์ที่มองเห็นได้ จึงขยายขีดความสามารถของเครื่องมือ MDI รุ่นก่อนหน้า ของ SOHO (ดูรูปที่ 9) ^{[ 32 ]} HMI สร้างข้อมูลเพื่อกำหนดแหล่งที่มาและกลไกภายในของความแปรปรวนของดวงอาทิตย์ และกระบวนการทางกายภาพภายในดวงอาทิตย์มีความสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กและกิจกรรมบนพื้นผิวอย่างไร นอกจากนี้ยังสร้างข้อมูลเพื่อให้สามารถประมาณค่าสนามแม่เหล็กโคโรนาสำหรับการศึกษาความแปรปรวนในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่ขยายออกไป การสังเกตการณ์ของ HMI จะช่วยสร้างความสัมพันธ์ระหว่างพลวัตภายในและกิจกรรมแม่เหล็กเพื่อทำความเข้าใจความแปรปรวนของดวงอาทิตย์และผลกระทบของมัน^{[ 33 ]}

ตัวอย่างหนึ่งของการใช้ MDI นักวิทยาศาสตร์ของสแตนฟอร์ดรายงานการตรวจพบบริเวณจุดดวงอาทิตย์หลายแห่งในส่วนลึกของดวงอาทิตย์ 1–2 วันก่อนที่จะปรากฏบนแผ่นดิสก์ของดวงอาทิตย์^{[ 34 ]}การตรวจพบจุดดวงอาทิตย์ในส่วนลึกของดวงอาทิตย์จึงอาจให้คำเตือนที่มีค่าเกี่ยวกับกิจกรรมแม่เหล็กบนพื้นผิวที่กำลังจะเกิดขึ้น ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อปรับปรุงและขยายการคาดการณ์การพยากรณ์สภาพอากาศในอวกาศได้

นี่คืออินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันซึ่งกระจกในแขนข้างหนึ่งถูกแทนที่ด้วยเอทาลอนไจร์ส-ตูร์นัวส์ [ ^{35 ] คลื่น}ที่กระจายตัวสูงซึ่งสะท้อนโดยเอทาลอนไจร์ส-ตูร์นัวส์จะแทรกแซงกับคลื่นดั้งเดิมที่สะท้อนโดยกระจกอีกข้างหนึ่ง เนื่องจากเฟสที่เปลี่ยนแปลงจากเอทาลอนไจร์ส-ตูร์นัวส์เป็นฟังก์ชันคล้ายขั้นบันไดของความยาวคลื่น อินเตอร์เฟอโรเมตรที่ได้จึงมีลักษณะพิเศษ มีการประยุกต์ใช้ในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง ในฐานะตัวสลับสัญญาณแสง

กระจกทั้งสองบานในอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบมิเชลสันสามารถแทนที่ด้วยเอตาลอนแบบไจร์-ตูร์นัวส์ได้ ความสัมพันธ์แบบขั้นบันไดระหว่างเฟสกับความยาวคลื่นจะเด่นชัดยิ่งขึ้น และสามารถนำมาใช้สร้างตัวสลับสัญญาณแสงแบบไม่สมมาตรได้

การสะท้อนจากกระจกเฟสคอนจูเกตของลำแสงสองลำจะกลับเฟสของผลต่างของลำแสงทั้งสอง ให้เป็นค่าตรงข้ามด้วยเหตุนี้ รูปแบบการรบกวนในอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบลำแสงคู่จึงเปลี่ยนแปลงอย่างมาก เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นโค้งการรบกวนของมิเชลสันแบบดั้งเดิมที่มีคาบครึ่งความยาวคลื่น: โดยที่คือฟังก์ชันสหสัมพันธ์อันดับสอง เส้นโค้งการรบกวนในอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบเฟสคอนจูเกต^{[ 36 ]} มีคาบที่ยาวกว่ามากซึ่งกำหนดโดยการเลื่อนความถี่ของลำแสงสะท้อน: โดยที่เส้นโค้งการมองเห็นจะไม่เป็นศูนย์เมื่อผลต่างของเส้นทางแสงเกินความยาวความสอดคล้องของลำแสง คุณสมบัติที่ไม่ธรรมดาของการผันผวนของเฟสในกระจกเฟสคอนจูเกตแบบออปติกได้รับการศึกษาผ่านอินเตอร์เฟอโรเมตรมิเชลสันที่มีกระจก PC อิสระสองบาน^{[ 37 ]}อินเตอร์เฟอโรเมตรีมิเชลสันแบบเฟสคอนจูเกตเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มที่ดีสำหรับการรวมตัวขยายสัญญาณเลเซอร์แบบสอดคล้องกัน^{[ 38 ]} การแทรกสอดแบบสร้างสรรค์ในอาร์เรย์ที่มี ตัวแยกแสงเลเซอร์ที่ซิงโครไนซ์โดย การผันเฟส อาจเพิ่มความสว่างของลำแสงที่ขยายได้^{[ 39 ]}${\displaystyle \เดลต้า \varphi }$${\displaystyle -\เดลต้า \varphi }$${\displaystyle \lambda /2}$$${\displaystyle I(\Delta L)\sim [1+\gamma (\Delta L)\cos(2k\Delta L)],}$$${\displaystyle \gamma (\เดลต้า L)}$${\displaystyle \delta \omega =\Delta kc}$$${\displaystyle I(\Delta L)\sim [1+[\gamma (\Delta L)+0.25]\cos(\Delta k\Delta L)],}$$${\displaystyle \Delta L>\ell _{\text{coh}}}$${\displaystyle N/2}$${\displaystyle N}$${\displaystyle N^{2}}$

• รายชื่อประเภทของอินเตอร์เฟอโรเมตร
• หอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงด้วยเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตรLIGO
• เอ็นพีโอไอ
• จีโอ600
• ราศีกันย์
• คากรา
• เครื่องวัดการแทรกสอดของดาวฤกษ์มิเชลสัน

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องวัดการแทรกสอดของมิเชลสัน

• แผนภาพของเครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสัน
• การประยุกต์ใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบเฟสขั้นในระบบสื่อสารทางแสง
• ภาพถ่ายดาวเทียมของเครื่องวัดการแทรกสอดสัญญาณ VIRGO
• ซอฟต์แวร์ฟรีสำหรับจำลองและทำความเข้าใจหลักการของเครื่องวัดการแทรกสอดแบบมิเชลสัน สร้างโดยนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยปอร์โตเก็บถาวรเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2554 ที่Wayback Machine