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激光干涉儀是一種利用光干涉以 高的精度測(cè)量距離和形狀的設(shè)備。
設(shè)備內(nèi)置光源輸出的激光被稱為分束器的特殊鏡子分成兩束。一側(cè)直接照射到樣品表面，另一側(cè)在照射前經(jīng)過(guò)分束器反射一次。
此時(shí)，兩束激光之間的光程長(zhǎng)度出現(xiàn)差異。當(dāng)兩個(gè)波重疊時(shí)，干涉圖案會(huì)根據(jù)波的相位而變化。由于干涉圖案隨光路長(zhǎng)度而變化，因此它會(huì)根據(jù)樣品表面的粗糙度而敏感地變化。
因此，可以從干涉圖案分析樣品表面的形狀。由于其測(cè)量精度高、非接觸性，被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。
激光干涉儀的應(yīng)用
激光干涉儀用于分析固體樣品的表面形貌。例如，用于分析需要精確控制形狀的相機(jī)鏡頭和隱形眼鏡等鏡片的表面，以及測(cè)量DVD光盤和玻璃的表面形狀。
它可以用于廣泛的領(lǐng)域，因?yàn)闊o(wú)論樣品的形狀如何，例如平面、球形或半球形表面，都可以使用它。另一方面，由于外部振動(dòng)、樣品表面波動(dòng)和粗糙度的影響，測(cè)量結(jié)果容易出現(xiàn)波動(dòng)，因此不常用于測(cè)量液體樣品或未拋光的樣品。
激光干涉儀原理
激光干涉儀的原理是基于干涉原理。激光干涉儀將從單個(gè)激光光源發(fā)出的光分成兩個(gè)光路。這些分開(kāi)的光路之一稱為“參考光路"，另一個(gè)稱為“測(cè)量光路"。
當(dāng)被參考光路和測(cè)量光路分開(kāi)的光重新組合時(shí)，就會(huì)發(fā)生光干涉。通過(guò)檢測(cè)干涉引起的亮度變化，可以測(cè)量光路長(zhǎng)度和形狀的微小變化。
具體而言，當(dāng)光發(fā)生干涉時(shí)，亮度會(huì)根據(jù)波的相位差而變化。如果相位差為0，則干涉 匹配，亮度最大。相反，如果相位差移動(dòng)半個(gè)波長(zhǎng)（180 度），干涉就會(huì)抵消，亮度就會(huì)最小化。
當(dāng)其中一個(gè)測(cè)量光路的長(zhǎng)度變化時(shí)，與參考光路產(chǎn)生相位差，通過(guò)檢測(cè)該相位差，可以高精度地測(cè)量測(cè)量目標(biāo)的形狀和移動(dòng)量。
激光干涉儀的特點(diǎn)
1.分析兩束光之間的相位差
如上所述，激光干涉儀根據(jù)兩束光束在設(shè)備內(nèi)重疊時(shí)產(chǎn)生的干涉圖案來(lái)分析樣品的表面。光是波的一種，因此當(dāng)兩個(gè)光波在彼此的波峰和波谷重疊時(shí)，波會(huì)變得更強(qiáng)，而當(dāng)一個(gè)波在波峰和另一個(gè)波谷重疊時(shí)，波會(huì)被抵消。 。
這兩種光波之間的差異稱為相位差，當(dāng)相位差等于光波長(zhǎng)的倍數(shù)時(shí)，重疊的波變得更強(qiáng)。相反，當(dāng)相位差等于光波長(zhǎng)的1/2倍時(shí)，波被抵消。
2. 能夠測(cè)量1μm以下的微小厚度變化
激光干涉儀使用的光源波長(zhǎng)約為630納米，因此即使光路發(fā)生幾百納米的微小變化也會(huì)改變干涉圖樣。因此，即使是1微米或更小的表面厚度的微小變化也可以使用激光干涉儀來(lái)檢測(cè)。
3. 振動(dòng)對(duì)策
激光干涉儀的主要特點(diǎn)之一是可以進(jìn)行非破壞性表面測(cè)量，因?yàn)闃悠凡惶赡鼙患す庾冃浴Ｐ枰⒁獾氖?，激光干涉儀還容易受到實(shí)驗(yàn)臺(tái)輕微振動(dòng)的影響，因此設(shè)備必須安裝在隔振臺(tái)上，以保護(hù)其免受振動(dòng)和沖擊。
