Interferometer Mach-Zehnder adalah perangkat yang digunakan untuk membuat pengukuran optik yang tepat. Hal ini dapat menunjukkan interferensi dengan membelah berkas cahaya dan mengukur pergeseran fasa antara keduanya. Lebih dari seabad yang lalu, perangkat ini diciptakan oleh fisikawan terkemuka Ludwig Zehnder dan Ludwig Mach. Alat diagnostik serbaguna, interferometer Mach-Zehnder digunakan untuk menggambarkan contoh dalam fisika kuantum, aerodinamika, dan fisika plasma. Udara mengalir di sekitar struktur aerodinamis, dan perubahan suhu, tekanan, dan kepadatan dalam media gas dapat diamati.
Komponen dasar interferometer adalah sumber cahaya, dua beam splitter, dua cermin, dan dua detektor. Pembagi sinar paling sering merupakan cermin setengah perak yang membiaskan sebagian berkas cahaya dan memantulkan sisanya. Cahaya dari sumber cahaya, biasanya laser, jatuh ke beam splitter, yang membagi cahaya menjadi dua sinar dengan intensitas yang sama. Balok bergerak ke arah yang berbeda dan mengenai dua cermin. Fase setiap berkas cahaya diubah oleh kontaknya dengan permukaan cermin.
Balok-balok tersebut digabungkan kembali dalam beam splitter kedua, dan detektor membantu dalam mempelajari perbedaan fasa dalam jalur cahaya. Susunan alternatif memiliki sinar yang digabungkan melewati lensa positif, menyebabkan sinar fokus pada satu titik. Jika semua permukaan pantul diluruskan sedemikian rupa sehingga benar-benar sejajar, tidak ada pinggiran interferensi yang dihasilkan ketika balok digabungkan kembali. Namun, jika sudut permukaan cermin sedikit berbeda, maka balok yang digabungkan kembali menghasilkan pinggiran interferensi. Pola pinggiran interferensi yang dihasilkan oleh interferometer Mach-Zehnder akan menunjukkan garis-garis gelap dan terang yang bervariasi intensitasnya.
Perangkat ini sangat sensitif dan bahkan dapat bertindak sebagai termometer yang akurat. Misalnya, sebuah sel yang diisi dengan air dapat ditempatkan di jalur salah satu balok yang terbelah, sementara yang lain berisi udara dapat ditempatkan di jalur yang lain. Indeks bias cairan seperti air tergantung pada suhu, dan jika air di dalam sel mengalami perubahan suhu sedikit saja, efeknya terlihat pada pola pinggiran yang dihasilkan. Dimungkinkan untuk mengukur perubahan suhu air yang sangat kecil dengan interferometer Mach-Zehnder.
Sangat penting untuk memiliki pemahaman tentang optik saat menggunakan interferometer Mach-Zehnder untuk melakukan pengukuran yang akurat. Ketika cahaya jatuh di permukaan, cahaya yang dipantulkan bergeser tepat satu setengah panjang gelombang jika bahan di sisi lain permukaan memiliki indeks bias yang lebih tinggi. Jika indeks bias bahan ini lebih rendah, maka tidak ada perubahan fasa pada berkas pantul. Ketika cahaya merambat dari satu medium ke medium lain, tidak ada perubahan fasa juga, tetapi arah berkas berubah karena pembiasan.
Interferometer Mach-Zehnder juga dapat digunakan untuk mempelajari indeks bias gas dan bahkan memeriksa objek untuk kerataan. Pengukuran ketidakakuratan optik pada pelat atau permukaan dapat juga dilakukan dengan bantuan interferometer. Beberapa ilmuwan juga menggunakan interferometer dalam aplikasi visualisasi aliran dengan menggunakan teknik diskriminasi cahaya untuk mengamati perubahan.