Kepala laser: Ini adalah bagian inti dari interferometer laser, tetap. Ini berisi:
Laser: Menghasilkan cahaya monokromatik yang stabil.
Dua fotodioda: digunakan untuk mendeteksi cahaya interferensi yang dikembalikan.
Sepasang setengah cermin: digunakan untuk membelah dan menggabungkan berkas cahaya.
Unit geser: Bagian ini dapat dipindahkan sepanjang rel pemandu dan dilengkapi dengan cermin sudut (juga dikenal sebagai reflektor Sudut kubik):
Cermin sudut: Ini adalah cermin khusus yang terdiri dari tiga permukaan dipoles yang tegak lurus satu sama lain. Terlepas dari arah cahaya yang masuk, ia dapat memantulkan cahaya kembali ke jalur aslinya.
Interferometri:
Ketika sinar laser menyinari reflektor Sudut dan dipantulkan kembali ke kepala laser, garis-garis interferensi dihasilkan di fotodioda.
Perpindahan reflektor Sudut dapat dihitung dengan pengukuran elektronik terhadap intensitas pinggiran interferensi.
Prinsip kerja interferometer laser
Ketika laser menyinari semireflektor P, sebagian cahaya dipantulkan sebesar 90∘ dan menyinari reflektor S lainnya. Sebagian cahaya lainnya melewati P dan mengenai cermin sudut. Reflektor Sudut membelokkan cahaya sebesar 180 derajat dan menyatukan kembali cahaya pada semi reflektor S. Jika beda jalur optik antara dua jalur optik PQRS dan PS adalah bilangan ganjil dari setengah panjang gelombang, maka terjadi interferensi di S, yang mengakibatkan keluaran fotodioda terkecil. Jika perbedaan jalur optik adalah bilangan genap dari setengah panjang gelombang, maka akan diperoleh keluaran fotodioda maksimum. Artinya, setiap kali penggeser bergerak digeser seperempat panjang gelombang, perbedaan jalur optik menjadi setengah panjang gelombang, dan keluaran fotodioda berubah dari maksimum ke minimum atau sebaliknya. Output sinusoidal yang dihasilkan oleh fotodioda kemudian diperkuat dan dikirim ke pencacah berkecepatan tinggi, yang dikalibrasi untuk menghasilkan perpindahan dalam milimeter. Fotodioda kedua mendeteksi arah pergerakan penggeser. Dengan cara ini, interferometer laser mampu mengukur perpindahan penggeser dengan sangat presisi dan mampu mengidentifikasi arah pergerakannya. Metode ini sangat berguna dalam aplikasi pengukuran dan penentuan posisi secara presisi. Interferometri laser dapat menggunakan berbagai sumber laser, termasuk laser helium neon (He-Ne), laser helium kadmium (He-Cd), laser solid-state (seperti neodymium yttrium aluminium garnet Nd:YAG atau neodymium yttrium lithium fluoride Nd: laser YLF), laser semikonduktor, dll. Jenis laser yang digunakan untuk interferometri bergantung pada persyaratan spesifik aplikasi, termasuk levelnya akurasi yang diperlukan, stabilitas dan koherensi sinar laser, serta biaya dan ketersediaan sumber laser.
Laser helium neon (He-Ne):
Fitur: Daya keluaran rendah, tetapi koherensi bagus, stabilitas tinggi.
Aplikasi: Cocok untuk pengukuran presisi yang memerlukan koherensi tinggi.
Laser Helium Kadmium (He-Cd):
Fitur: Memberikan kekuatan lebih tinggi dari He-Ne, dengan koherensi yang baik.
Aplikasi: Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan keluaran daya tinggi.
Laser solid-state (misalnya Nd:YAG/Nd:YLF):
Fitur: Daya keluaran tinggi, dapat mode kerja terus menerus atau pulsa, tahan lama.
Aplikasi: Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan daya tinggi atau bekerja di lingkungan yang keras.
Laser Dioda:
Fitur: ukuran kecil, konsumsi daya rendah, integrasi mudah, biaya relatif rendah.
Aplikasi: Cocok untuk perangkat portabel atau skenario aplikasi yang sensitif terhadap biaya.
Pertimbangan untuk memilih sumber laser
Saat memilih sumber laser yang tepat, aspek-aspek berikut perlu dipertimbangkan:
Persyaratan presisi: Beberapa aplikasi mungkin memerlukan akurasi pengukuran yang sangat tinggi, sehingga perlu memilih sumber laser dengan koherensi yang baik dan stabilitas tinggi.
Stabilitas sinar laser: Stabilitas sumber laser sangat penting untuk tugas pengukuran jangka panjang.
Koherensi: Interferometri bergantung pada koherensi gelombang cahaya, sehingga perlu dipilih sumber laser dengan koherensi yang baik.
Biaya dan ketersediaan: Beberapa sumber laser berkinerja tinggi bisa sangat mahal, sehingga pilihan harus dibuat berdasarkan anggaran dan ketersediaan pasar.
Aplikasi dan keuntungan
Interferometer laser memiliki beragam aplikasi, termasuk menguji bentuk dan permukaan akhir komponen yang diproduksi, mengukur deformasi struktur di bawah beban, dan mengukur jarak antar objek di ruang angkasa. Ini juga digunakan dalam deteksi gelombang gravitasi, yang digunakan untuk mengukur perubahan jarak yang sangat kecil yang disebabkan oleh lewatnya gelombang gravitasi. Selain itu, laser interferometer juga digunakan untuk mengkalibrasi meja mesin, slider dan pergerakan sumbu mesin pengukur koordinat. Salah satu keuntungan utama interferometer laser adalah presisi dan akurasinya yang tinggi. Ini dapat mencapai akurasi pengukuran sub-skala nano, yang membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi pengukuran presisi tinggi. Selain itu, interferometer laser bersifat non-kontak, artinya dapat mengukur bentuk suatu benda tanpa menyentuh permukaannya, sehingga berguna untuk mengukur benda yang rapuh atau halus.