现代干涉技术3.pdf

1. 干涉系统的空间和时间相干性； 2. 菲索干涉微位移传感系统； 3. 偏振分光器件及其干涉微位移传感器； 4. 双焦干涉微位移传感器； 5. 点衍射干涉微位移传感技术； 6. 剪切干涉系统； 7. 米勒系统； 高科技的发展，使纳纳尺度的微位移传感技术具有广泛的应用 如各种干涉微位移传感器 • 高精度、高灵敏度（纵向）、量程大； • 光波可以溯源。 应用 ： •精密加工和检测、微光学、微机械、微电子和现代工业领域; •AFM系统中可以利用各种光干涉法; 光探针系统主要包括光（位移）传感器和力传感器 • 力传感器的作用: 是探测样品表面的高低起伏，也就是样品 的表面轮廓，通过探针振幅的变化来获得探针与样品表面距离 的变化； •光(位移)传感器: 这个振幅的变化量也相当小（约几个纳米 到几十个纳米），光干涉(位移)传感器非常适合用来探测这个 变化量的。 干涉测试的分辨率（纵向分辨率） I I I K I I cos(  ) I 1 2 1 2 0 4d    （d）   初位相 0 目视：人眼能分辨1/10条纹，即1/20 。 照相：1/20  ~ 1/40 。 利用光机电算一体化：高精度时1/100或更优。 高分辨率的干涉信息数字化： d的变化干涉条纹 电压量 A/D 判读实现干涉信息数字化 例: 1/2 的位移量 对应一条条纹(2位相)变化 A/D （8位- 256、设定的电压值大小5伏）： 1个数字位表示的电压量= （5伏/256 ） 1个数字位表示的位移量= （1/2）/256 达到nm量级 探针的变化量d对应于引起的变化。 I 对比度好 传感系统必须满足: 1、对的变化敏感； 2、干涉条纹的对比度高  （d） 3、K1：时间相干因子、空间相干因子； K2：背景光影响。 2 I I 希望K1K2 1，或 0.75 I A(1K K 1 2 cos( ) 1 2 0 I I 4、条纹不要漂移，信号稳定。 1 2 5、光电系统的噪声要消除。  干涉体系的设计  抗干扰光路设计原则：干涉系统对被测信号灵敏，对外界 振动，温度变化，空气湍流脱敏。  共路设计原则：使干涉仪的测量及参考光束沿同一路径或 者接近同一路径传播。现在称为 “干涉共模抑制”。在大 程差系统中尢为重要，即在测长系统中要特别仔细考虑。 1、干涉系统的空间和时间相干性； 干涉仪的光源及照明系统 光源单色性: 影响条纹对比度，测量范围; 光源大小、形状: 影响条纹对比度、照度、干涉场深度。  △ （光源谱线宽）对条纹对比度的影响。 一般当 I I I 0 1 2 理想情况： I 2I (1cos 2