concepto

haz de referencia

Un haz de luz conocido que se mezcla con luz reflejada para permitir la medición interferométrica de fase o amplitud.
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Descripción

Un haz de referencia es un haz de luz bien caracterizado utilizado en interferometría y holografía. Se combina con un haz de señal (a menudo reflejado o dispersado por una muestra) para crear un patrón de interferencia. El patrón codifica las diferencias de fase y amplitud entre los dos haces, lo que permite medir con precisión distancias, formas de superficies o propiedades ópticas. Esta técnica es fundamental para muchas herramientas de medición de precisión, desde detectores de ondas gravitacionales hasta perfilómetros de superficie.

Historia

El concepto de haz de referencia se remonta a principios del siglo XX con el desarrollo de la interferometría, notablemente por Albert Michelson. El término cobró prominencia con la invención de la holografía por Dennis Gabor en 1948, donde un haz de referencia es esencial para registrar y reconstruir frentes de onda.

Cómo funciona

El haz de referencia se separa típicamente de la misma fuente láser que el haz de señal, asegurando coherencia. Cuando los dos haces se recombinan, sus campos eléctricos se suman, produciendo franjas claras y oscuras según la diferencia de fase. Al analizar el patrón de franjas, ya sea espacial o temporalmente, se puede extraer el cambio de fase introducido por la muestra. En holografía, el patrón de interferencia se registra en un medio, y al iluminarlo con el haz de referencia se reconstruye el frente de onda original, creando una imagen tridimensional.

En la práctica

Los haces de referencia se utilizan en tomografía de coherencia óptica para imágenes médicas, en interferómetros láser para detectar ondas gravitacionales (por ejemplo, LIGO) y en almacenamiento de datos holográficos.

Dato curioso

En LIGO, el haz de referencia viaja a lo largo de un brazo de 4 kilómetros, y el patrón de interferencia se desplaza menos de una milésima parte del ancho de un protón cuando pasa una onda gravitacional.

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