Mach-Zehnder-Interferometer: Unterschied zwischen den Versionen
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Das '''Mach-Zehnder-Interferometer''' ist eine Weiterentwicklung des [[Jamin-Interferometer]]s. Es wurde [[1891]]/[[1892]] unabhängig voneinander vom Österreicher [[Ludwig Mach]] (Sohn von [[Ernst Mach]]) und seinem Schweizer Kollegen [[Ludwig Zehnder]] entwickelt. | Das '''Mach-Zehnder-Interferometer''' ist eine Weiterentwicklung des [[Jamin-Interferometer]]s. Es wurde [[1891]]/[[1892]] unabhängig voneinander vom Österreicher [[Ludwig Mach]] (Sohn von [[Ernst Mach]]) und seinem Schweizer Kollegen [[Ludwig Zehnder]] entwickelt. | ||
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Einfallendes Licht wird durch einen Strahlteiler in | Einfallendes Licht wird durch einen 50:50-[[Strahlteiler]] in 2 verschiedene Lichtstrahlen derselben Intensität aufgeteilt. Nach Durchlaufen zweier verschiedener optischen Strecken werden die Strahlen durch einen zweiten Strahlteiler überlagert. Hierbei kommt es durch die Wegdifferenz zwischen den Strecken an beiden Ausgängen des Interferometers zur [[Interferenz (Physik)|Interferenz]]. | ||
Ein Mach-Zehnder-Interferometer kann sowohl | Die Reflexion an dem Strahlteiler ist eine Reflexion in einem optisch dichteren Medium an einem optisch dünneren Medium, sodass bei der Reflexion ein [[Phasensprung]] von 90° vorliegt. Dies führt insgesamt zu einem Phasenunterschied von 180° an dem Ausgang, an dem der eine Strahl zweimal reflektiert wurde, während der andere Strahl zweimal transmittiert wurde. An dem anderen Ausgang hingegen liegt keine Phasendifferenz vor. Diese Phasendifferenz von 180° zwischen den Ausgängen führt beispielsweise dazu, dass wenn an dem einen Ausgang konstruktive Interferenz im Mittelpunkt vorliegt, an dem anderen Ausgang im Mittelpunkt immer destruktive Interferenz zu finden ist. Dieses Verhalten ist auch aufgrund der [[Energieerhaltung]] erforderlich. | ||
Ein Mach-Zehnder-Interferometer kann sowohl zur [[Modulation (Technik)|Modulation]] von Licht durch gezielte Phasenmodulation in einem Arm des Interferometers als auch zur Messung von [[Phasenverschiebung]]en eingesetzt werden. | |||
In der [[Photonik|photonischen]] [[Nachrichtentechnik]] werden integrierte Mach-Zehnder-Interferometer zum wellenlängenabhängigen [[Multiplexverfahren|Demultiplexing]] eingesetzt.<ref>Saleh, Teich: ''Grundlagen der Photonik.'' 2. überarbeitete Auflage, 2008</ref> | In der [[Photonik|photonischen]] [[Nachrichtentechnik]] werden integrierte Mach-Zehnder-Interferometer zum wellenlängenabhängigen [[Multiplexverfahren|Demultiplexing]] eingesetzt.<ref>Saleh, Teich: ''Grundlagen der Photonik.'' 2. überarbeitete Auflage, 2008</ref> | ||
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Aktuelle Version vom 14. März 2021, 12:18 Uhr
Das Mach-Zehnder-Interferometer ist eine Weiterentwicklung des Jamin-Interferometers. Es wurde 1891/1892 unabhängig voneinander vom Österreicher Ludwig Mach (Sohn von Ernst Mach) und seinem Schweizer Kollegen Ludwig Zehnder entwickelt.
Funktionsweise
Einfallendes Licht wird durch einen 50:50-Strahlteiler in 2 verschiedene Lichtstrahlen derselben Intensität aufgeteilt. Nach Durchlaufen zweier verschiedener optischen Strecken werden die Strahlen durch einen zweiten Strahlteiler überlagert. Hierbei kommt es durch die Wegdifferenz zwischen den Strecken an beiden Ausgängen des Interferometers zur Interferenz.
Die Reflexion an dem Strahlteiler ist eine Reflexion in einem optisch dichteren Medium an einem optisch dünneren Medium, sodass bei der Reflexion ein Phasensprung von 90° vorliegt. Dies führt insgesamt zu einem Phasenunterschied von 180° an dem Ausgang, an dem der eine Strahl zweimal reflektiert wurde, während der andere Strahl zweimal transmittiert wurde. An dem anderen Ausgang hingegen liegt keine Phasendifferenz vor. Diese Phasendifferenz von 180° zwischen den Ausgängen führt beispielsweise dazu, dass wenn an dem einen Ausgang konstruktive Interferenz im Mittelpunkt vorliegt, an dem anderen Ausgang im Mittelpunkt immer destruktive Interferenz zu finden ist. Dieses Verhalten ist auch aufgrund der Energieerhaltung erforderlich.
Ein Mach-Zehnder-Interferometer kann sowohl zur Modulation von Licht durch gezielte Phasenmodulation in einem Arm des Interferometers als auch zur Messung von Phasenverschiebungen eingesetzt werden.
In der photonischen Nachrichtentechnik werden integrierte Mach-Zehnder-Interferometer zum wellenlängenabhängigen Demultiplexing eingesetzt.[1]
Literatur
- Ludwig Zehnder: Ein neuer Interferenzrefraktor. In: Zeitschrift für Instrumentenkunde. Nr. 11, 1891, S. 275–285.
- Ludwig Mach: Über einen Interferenzrefraktor. In: Zeitschrift für Instrumentenkunde. Nr. 12, 1892, S. 89–93.
Siehe auch
Weblinks
- Mach-Zehnder Interferometer (englisch)
Einzelnachweise
- ↑ Saleh, Teich: Grundlagen der Photonik. 2. überarbeitete Auflage, 2008