什么是激光干涉儀？

更新時間：2024-09-19

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激光干涉儀是一種利用光干涉以高的精度測量距離和形狀的設(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)過分束器反射一次。

此時，兩束激光之間的光程長度出現(xiàn)差異。當(dāng)兩個波重疊時，干涉圖案會根據(jù)波的相位而變化。由于干涉圖案隨光路長度而變化，因此它會根據(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)研究等各個領(lǐng)域。

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、樣品表面波動和粗糙度的影響，測量結(jié)果容易出現(xiàn)波動，因此不常用于測量液體樣品或未拋光的樣品。

激光干涉儀的原理是基于干涉原理。激光干涉儀將從單個激光光源發(fā)出的光分成兩個光路。這些分開的光路之一稱為“參考光路"，另一個稱為“測量光路"。

當(dāng)被參考光路和測量光路分開的光重新組合時，就會發(fā)生光干涉。通過檢測干涉引起的亮度變化，可以測量光路長度和形狀的微小變化。

具體而言，當(dāng)光發(fā)生干涉時，亮度會根據(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，如果相位差移動半個波長（180 度），干涉就會抵消，亮度就會最小化。

當(dāng)其中一個測量光路的長度變化時，與參考光路產(chǎn)生相位差，通過檢測該相位差，可以高精度地測量測量目標(biāo)的形狀和移動量。

如上所述，激光干涉儀根據(jù)兩束光束在設(shè)備內(nèi)重疊時產(chǎn)生的干涉圖案來分析樣品的表面。光是波的一種，因此當(dāng)兩個光波在彼此的波峰和波谷重疊時，波會變得更強(qiáng)，而當(dāng)一個波在波峰和另一個波谷重疊時，波會被抵消。。

這兩種光波之間的差異稱為相位差，當(dāng)相位差等于光波長的倍數(shù)時，重疊的波變得更強(qiáng)。相反，當(dāng)相位差等于光波長的1/2倍時，波被抵消。

激光干涉儀使用的光源波長約為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檢測。

激光干涉儀的主要特點(diǎn)之一是可以進(jìn)行非破壞性表面測量，因?yàn)闃悠凡惶赡鼙患す庾冃浴Ｐ枰⒁獾氖牵す飧缮鎯x還容易受到實(shí)驗(yàn)臺輕微振動的影響，因此設(shè)備必須安裝在隔振臺上，以保護(hù)其免受振動和沖擊。

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