Tengo lo que creo que es la respuesta correcta a la segunda pregunta, donde creo que hay algo de física sorprendentemente interesante. Si coloca un plano óptico encima de otro plano óptico, el plano óptico se asentará con una capa de aire entre él y la óptica subyacente. Con el tiempo, el aire se escapa y la gravedad entrará en contacto óptico con las dos ópticas. Si aplicas presión, sucede más rápido. Entonces, la pregunta es, ¿por qué el aire tarda tanto tiempo en escapar?

Una respuesta súper breve es que esto es simplemente el resultado de la viscosidad no trivial del aire.

La respuesta rápida es que el aire tarda más en escapar porque el espacio por el que puede escapar se está volviendo extremadamente pequeño. Para el contacto óptico, prácticamente todo el gas debe escapar para que se produzca el contacto, mientras que para los objetos normales, habrá una rugosidad en la superficie que es muchos órdenes de magnitud más grande que el vidrio óptico, lo que permite que el "contacto" ocurra con mucho, mucho mayor cantidad de aire todavía entre los objetos.

Aquí hay un ejemplo más simple que creo que da algo de intuición para los fenómenos. Considere una esfera rígida en el espacio que está llena de un gas ideal. Ahora haz un agujero en la esfera. ¿Qué tan rápido escapa el aire? Debería depender de la velocidad de las moléculas de aire en comparación con el tamaño de la esfera (es decir, dar el tiempo que le tomaría a una molécula de aire atravesar la esfera y tener su velocidad aleatoria por colisiones con la pared) y el tamaño de la abertura ( dando la fracción de velocidades que corresponden al escape). Aunque en este caso el diferencial de presión es enorme, en comparación con un diferencial de presión bastante pequeño en el caso del plano óptico, si su agujero es lo suficientemente pequeño (sería en la escala de 10s de nanómetros de ancho justo antes del contacto óptico), claramente tomará mucho tiempo para literalmente todo el gas para escapar.

El tiempo total que le toma a "todo" el aire escapar debe depender de la tasa de escape de aire, discutida anteriormente, el volumen total de aire (es decir, el tamaño de la esfera de vacío arriba, o el tamaño del plano óptico), y se cumple el requisito exacto de "todos". Con cosas que son algo toscas pero muy grandes, también puede llevar un tiempo. Imagine, por ejemplo, una gran lona que cae del techo. Caerá al suelo bastante rápido, pero las bolsas de aire tardarán un tiempo en escapar por completo (no exactamente los mismos procesos, pero creo que son similares).

Espero que esto ayude.

Las preocupaciones publicadas en el OP son legítimas y ahora he encontrado fuentes que confirman que las mediciones interferométricas de superficies de óptica plana paralela delgada son, de hecho, una tarea técnicamente difícil por las razones descritas anteriormente. Estas son algunas de las fuentes.

• 4Dtechnology anuncia un intereferómetro de longitud de coherencia corta con el propósito de medir ópticas planas paralelas delgadas. Las hojas de datos de fizcam 2000 indican que la fuente tiene una longitud de coherencia de$300 \mu m$correspondiente a una fuente incoherente con un$\sim 1 \text{ THz}$ancho de banda de frecuencia

• Apre Inst. también anuncia interferómetros particulares para medir muestras planas paralelas delgadas. También tienen un documento que describe algunas de las preocupaciones con detalles claros y propone una técnica inteligente para controlar el espectro óptico de la fuente láser para solucionar algunos de los problemas descritos.

Para responder a la pregunta específica en el OP:

1) Es correcto que se deben considerar los reflejos de todas las superficies. La razón por la que no encontré esto como una consideración en las fuentes que consulté parece ser que las fuentes que estaba viendo eran demasiado elementales. Creo que parte de mi sorpresa con esto es que pensaría en una óptica plana-paralela como uno de los tipos de óptica más obvios que uno querría caracterizar, por lo que habría pensado que las explicaciones introductorias habrían explicado ese caso de uso. Supongo que me equivoqué allí.

1a) Esto es ladrar al árbol correcto. A veces se utilizan fuentes monocromáticas pero, como indican los enlaces que se muestran aquí, al menos una de las formas principales de medir la óptica de superficie plana-paralela es utilizar una fuente incoherente.

1b) Esto también es ladrar un árbol derecho. Una de las otras formas que encontré para destacar una superficie en particular es hacer que las superficies que no te interesan sean no reflectantes. Esto podría hacerse con un revestimiento, pintura, cinta o algo más, supongo. Esto parece un poco problemático porque esta superficie secundaria podría ser una superficie óptica importante para su sistema (por ejemplo, si la óptica es una ventana), por lo que no querrá destruir la superficie en el proceso de hacerla temporalmente no reflectante.

2) No tengo una respuesta sobre el espacio de aire en cuña. Parece que es algo que sucede típicamente en el método de interferometría de contacto óptico, por lo que se menciona en las explicaciones prácticas de cómo realizar la técnica.