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白光干涉儀如何獲得高度信息丨科普篇

jf_54367111 ? 來源:jf_54367111 ? 作者:jf_54367111 ? 2023-05-11 18:48 ? 次閱讀

就 ” 白光 -干涉- 高度” 三個內(nèi)容, 小優(yōu)博士帶大家一起了解白光干涉儀是如何獲得高度。

一、什么是白光?

可見光波長范圍390nm - 780nm, 最短是紫光,其次藍光、青光、綠光、黃光、橙光、紅光。

白光是復(fù)合光,白光干涉儀的光源波長一般在500nm附近。

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二、光干涉

1. 什么是光干涉

兩列頻率相同、相位差恒定、振動方向一致的相干光源能產(chǎn)生光的干涉。

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2. 如何產(chǎn)生光干涉

通過分束器,將光一束打到物體表面,一束打到參考鏡。

光反射回來時光程差相等時即可產(chǎn)生光干涉。

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三、獲取高度 和 獲取高度的常用方法

點A和B的干涉條紋的亮度峰值之間的差,就表示高度差。

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方法1 :通過PSI 相移干涉 獲得高度差

相移干涉法使用特定波長范圍內(nèi)的光源來確認目標(biāo)面反射光和參考面反射光之間的光干涉。

目標(biāo)面的反射光和參考面的反射光之間的相位為?,距離參考面的高度為h,則?=4h/λ。

借助相位測量法,可使用雅典掃描器等傳動器移動測量面的光路,計算以1/4波長移動光路時獲得的多個干涉條紋的相位差(?),然后將其轉(zhuǎn)換為高度h。

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方法2:通過VSI垂直掃描干涉 獲得高度差

物鏡以一定的間隔移動,以便確定每一階的干涉條紋的亮度。

當(dāng)測量面的光路和參考面的光路長度相等時,干涉條紋的亮度達到最高。

通過確定CCD光接收元件中每點最大干涉條紋亮度的Z軸高度可測出3D輪廓即高度差。

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四、白光干涉儀獲取高度信息圖例

(例)通過PSI 相移干涉,獲得激光鐳雕的高度&三維形貌。

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審核編輯黃宇
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