干涉儀原理與使用(編輯修改稿)
2025-07-24 06:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 則會(huì)呈現(xiàn)間距較為相等的同心圓條紋假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)面為平面, 3的待測物形狀可能為雙曲線或橢球, 所以厚度變化較為劇烈, 4的待測物則可能為球面或接近球面的形狀, 所以在做干涉儀量測, 想判斷干涉條紋的形狀時(shí), 必須先了解待測物體的形狀, 或者是由干涉條紋的形狀, 來判斷待測物體 2225 干涉條紋判斷應(yīng)用實(shí)例二 因?yàn)楦缮鏃l紋會(huì)隨著參考面的不同而不同, 所以當(dāng)我想知道待測面的形狀時(shí), 就必須先知道標(biāo)準(zhǔn)面的形狀是什么? 現(xiàn)在我們以同一形狀的待測物凸透鏡為例當(dāng)待測物為一個(gè)球面, 而參考面為一標(biāo)準(zhǔn)平面時(shí),其干涉條紋可能為一同心圓分布, 但若參考面改為標(biāo)準(zhǔn)曲率之球面時(shí),其干涉條紋則可能成為直線分布 ,發(fā)生同一待側(cè)面卻有不同干涉條紋分布的原因, 在于干涉條紋所看到的是待側(cè)面與參考面之間的差異,因此, 如果要判斷哪一個(gè)干涉條紋的待測物是球面, 就必須先了解, 量測時(shí)所參考的參考是什么?才能正確藉由干涉條紋判斷出待測之面形. 第三章：干涉儀種類 31 Newton Interferometer 干涉儀的種類非常的多, 在這里所介紹的是五種最常見的干涉儀. 第1個(gè)是Newton Interferometer牛頓干涉儀 左邊的Quasimonochromatic point source是一個(gè)幾近單波長的點(diǎn)光源, Quasimonochromatic為單波長的意思, point source是點(diǎn)光源.點(diǎn)光源經(jīng)過透鏡變成平行光后, 打到下方橢圓形待測物上, 這個(gè)待測物可能為透鏡之類的物體, 待測物下方的平面Optical flat 則是參考面, 通常做為參考面的平整度, 也就是Surface irregularity, 必須要1/10λ以上, 分母愈大就表示其平整度愈好. 32 Michelson Interferometer 第2個(gè)是麥克森干涉儀Michelson Interferometer. 當(dāng)麥克森干涉儀和牛頓干涉儀做比較時(shí), 會(huì)發(fā)現(xiàn)它并不是一個(gè)點(diǎn)光源, 光源有些散開, 光線在經(jīng)過第一塊鏡片之后透過中間的分光鏡O, 使得一部份的光反射到反射鏡M2再反射回分光鏡O, 而一部份的光則穿透補(bǔ)償片C, 到達(dá)反射鏡M1之后才反射回分光鏡O合成同一道光, 并且將結(jié)果打到D(Detector)上, 因此我們就可以在Detector上看到一圈一圈的條紋, 也就是干涉圖A了. 所以麥克森干涉儀通常用來量測距離的變化當(dāng)我們要量測距離時(shí), 只要先量測出原來的干涉條紋A之后, 再將反射鏡M2往后移, 量測出干涉條紋B, 然后就可以從條紋A~B的變化算出距離了. 33 Fizeau Interferometer (一) 第3個(gè)是斐洛干涉儀Fizeau Interferometer 是目前一般最常見的干涉儀, 也是架構(gòu)最簡單, becm 雷射光源, 雷射光源是非常好的單波長光源, 經(jīng)過中間的幾道程序之后, 在經(jīng)過Reference flat 參考面時(shí), 部份光被反射, 部份光則穿透至flat under fest待測面上后再反射回去, 因此我們看到的結(jié)果是參考面與待測面的差異, 當(dāng)參考面不同時(shí), : 容易受風(fēng)向、震動(dòng)、與空氣變化等的外力影響, 必須放在密閉室內(nèi)的防震桌上, 才能清楚看到干涉條紋, 所以又稱為非共路徑干涉儀. 33 Fizeau Interferometer (二) Fizeau Interferometer 這2種是由2家有名的儀器公司制造的斐洛干涉儀左圖是ZYGO公司所制造的斐洛干涉儀,而右圖則是VEECO公司的斐洛干涉儀,一般光學(xué)公司在采購較好的干涉儀設(shè)備時(shí), 通常是以這2家公司的儀器為采購標(biāo)準(zhǔn). 34 MachZehnder Interferometer 第4個(gè)是MachZehnder 干涉儀 左下方的光源Extended source, 為一與麥克森干涉儀相似的擴(kuò)展光源, 光源經(jīng)過第一個(gè) Beamsplitter之后分為二道, 各別經(jīng)過一片Mirror反射鏡, 再經(jīng)過第二個(gè)Beamsplitter合成一道光之后, , 在空間及距離上可以做較大的調(diào)整, 所以比較適合量測體積大或穿透性大的物體, 例如: Beamsplitter與Mirror反射鏡之間, 我們就可以看到路徑A、, 它的缺點(diǎn)是: 容易受空氣變化等的外力影響,優(yōu)點(diǎn)是: 可以量測體積或面積較大的物體. 36 TwymanGreen Interferometer 第5個(gè)是TwymanGreen 干涉儀 TwymanGreen , 經(jīng)過BEAM EXPANDER將光源變得比較大
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