干涉儀是基于兩束相干光的干涉所制成的測(cè)量?jī)x器。該技術(shù)可用于精密檢測(cè)中踊餐，通過(guò)光電探測(cè)器探測(cè)攜帶了被測(cè)目標(biāo)信息的光信號(hào)景醇，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)分析光信號(hào)的光強(qiáng)，對(duì)比度吝岭，相位等三痰，從而間接得到目標(biāo)的準(zhǔn)確信息吧寺。隨工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于精密測(cè)量要求越來(lái)越高散劫，出現(xiàn)了許多類型的干涉儀稚机，本文對(duì)幾種常用干涉儀進(jìn)行了介紹，對(duì)于它們的原理获搏，優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了一些分析赖条。
干涉測(cè)量技術(shù)
1.引言
干涉儀是基于兩束相干光的干涉所制成的測(cè)量?jī)x器。該技術(shù)可用于精密檢測(cè)中常熙，采用該方法可以從一 束光波中準(zhǔn)確地獲取另一束光波的特征纬乍。干涉法的用途很廣，從納米量級(jí)的數(shù)控機(jī)床裸卫，到宇宙 學(xué)規(guī)模中采用引力透鏡尋找暗物質(zhì)仿贬，在這兩種ji端情況中間，則是光學(xué)車間中采用干涉法的透鏡生產(chǎn)和系統(tǒng)調(diào)試墓贿。干涉儀的性能取決于系統(tǒng)所用元件的質(zhì)量茧泪，如投影光學(xué)元件或收集光學(xué)元件的質(zhì)量，或者所使用輻射光 源的質(zhì)量聋袋，而輻射光源的相干特性則是干涉儀精度和使用靈活性的決定因素队伟。
2.干涉波
干涉儀可直接測(cè)量由于光學(xué)系統(tǒng)畸變、光學(xué)元件制造產(chǎn)生的缺陷幽勒，以及材料的非均勻性等所產(chǎn)生的波前變形嗜侮，通過(guò)測(cè)量電磁波的復(fù)振幅分布來(lái)實(shí)現(xiàn)，而復(fù)振幅的測(cè)量則是通過(guò)將變形波前與理想波前進(jìn)行混合的互相關(guān)完成代嗤。波形表示電磁波的復(fù)振幅棘钞，干涉波的振幅相同，當(dāng)兩束波的相位相差π時(shí)干毅，振幅恰好相互抵消宜猜；當(dāng)兩束波的相位相同時(shí)，合成波的復(fù)振幅是單一波束振幅的2倍硝逢。如下圖2.1所示姨拥。
2.1復(fù)振幅的合成
2.2明暗條紋對(duì)比度
由于光強(qiáng)便于探測(cè)，一般用強(qiáng)度來(lái)表示對(duì)比度渠鸽。上式Imax為兩束相干光同相時(shí)振幅的時(shí)間平均叫乌；Imin為反相時(shí) 兩束相干光的振幅時(shí)間平均。
3.干涉儀的分類
（1）斐索干涉儀
3.1斐索干涉儀
與其它干涉儀相比較而言徽缚，斐索干涉儀多了一些限制憨奸，光源的譜線寬度 限制了其相干性，因此凿试，分光鏡的表面必須非常接近被測(cè)面排宰，這使得完整光學(xué)系統(tǒng)的測(cè)量變得非常困難似芝。光源的能量的強(qiáng)弱則會(huì)影響到光信號(hào)能否被探測(cè)器所探測(cè)到。
對(duì)于這一問(wèn)題板甘，使用激光作為干涉儀的光源則可以較好解決問(wèn)題党瓮，長(zhǎng)的相干長(zhǎng)度可以測(cè)量很復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，較大的能量可以觸發(fā)探測(cè)器盐类。如果該系統(tǒng)采用CO2激光器寞奸，存在的主要問(wèn)題就是在觸發(fā)探測(cè)器之前如何消除多余能量。但是激光器也有它的缺點(diǎn)在跳，長(zhǎng)的相干長(zhǎng)度會(huì)引起任意光束之間的干涉枪萄，而這些光往往是由于鍍膜不合格的光學(xué)系統(tǒng)的反射的引起∮脖希基于此原因呻引，有必要對(duì)針孔后面的所有光學(xué)元件鍍一層增透膜，而針孔本身就是一個(gè)空間濾波器吐咳，應(yīng)位于所有光學(xué)元件之前，并能濾除聚焦光學(xué)系統(tǒng)所有相干噪聲元践。
3.2激光斐索干涉儀
優(yōu)點(diǎn)：：干涉儀中的所有光學(xué)系統(tǒng)會(huì)同時(shí)經(jīng)過(guò)測(cè)試光和參考光韭脊，除非用單一表面作為分光鏡，這意味著光學(xué)系統(tǒng)的畸變對(duì)zui終觀察到的條紋形狀影響很小单旁，但要求分光鏡的表面質(zhì)量必須很高沪羔，否則會(huì)嚴(yán)重影響到條紋形狀。
3.3非球面測(cè)量
（2）泰曼格林干涉儀
3.4泰曼格林干涉儀
若采用普通光源(如汞燈)時(shí)該裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)節(jié)并移動(dòng)參考鏡面象浑，保證測(cè)試光路和參考光路具有相同的光程長(zhǎng)度蔫饰。
若用激光作為光源，相對(duì)于普通光源的斐索干涉儀而言愉豺，它不僅可以測(cè)量整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)篓吁，而且可以提高測(cè)量效率，但需要用到較多的光學(xué)元件蚪拦，同時(shí)要求分光鏡的兩個(gè)表面以及參考鏡都必須非常平整杖剪，此外，準(zhǔn)直激光束所用的元件和將光束投影到攝像機(jī)所用的元件驰贷，必須具有相同的精度盛嘿。
（3）馬赫澤德干涉儀
3.5馬赫澤德干涉儀
優(yōu)點(diǎn)：不需要試光路和參考光路的光程差必須相同。其是單通道干涉儀括袒，兩束光在測(cè)試光路后合成為一束次兆，然后再通過(guò)被測(cè)系統(tǒng)。相對(duì)于雙通道干涉儀锹锰，其優(yōu)點(diǎn)是由孔徑引起的衍射光只會(huì)通過(guò)一次芥炭，因此漓库，很容易通過(guò)處理衍射孔徑來(lái)消除衍射效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響。
缺點(diǎn)：不適用于微透鏡等衍射很重要的測(cè)量中蚤认。
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