柯氏干涉仪光路详解

柯氏干涉仪出现于20世纪30年代，作为经典干涉仪，它以氪光或氦光的波长作为标准，利用光波干涉现象和小数重合法高精度检定量块的长度，即它常用于标定量块。柯式干涉仪的光路结构是基于迈克尔逊干涉原理搭建的，调整带有量块的压板的横向位置，使参考反射镜在测量光路中的虚像位于压板和量块中间位置，方便平晶和被测量块各自与参考光形成的干涉图进行比较。具体的光路结构如图3.2（a）所示，从光源发出的光经过狭缝后被透镜1 准直成为平行光，色散棱镜的作用是从光源里选择特定波长的光进入干涉仪，其他波长的光则由于色散无法进入干涉仪形成干涉条纹。如果使用单波长的激光作为光源，则无须此棱镜。接下来的光路是一个标准的迈克尔逊干涉仪，光束被分光镜平分为两束，其中一束沿着原方向入射到被测量块表面和压板（经过精密抛光的金属平板或光学平晶）表面，另外一束作为参考光束入射到参考反射镜上。各个光束被量块、压板和参考反射镜反射并在分光镜处叠加，之后被透镜2 会聚于CCD 上。调整压板使得它与参考反射镜的虚像产生一个微小的角度。通过CCD（或肉眼）可以观察产生的两组干涉条纹，如图3.2（b）所示，这两组干涉条纹间的偏移距离Δx 和干涉条纹宽度x 的比值，即为量块全长对应干涉条纹总数的小数部分。利用小数重合法即可得出量块全长的尺寸。上述测量方法属于绝对测量，因此有人又称柯氏干涉仪为绝对光波干涉仪。实际在量块的测量方面，分为绝对测量和相对测量两种，而干涉仪正是量块绝对测量的高精度仪器。

(www.xing528.com)

图3.2　用于量块标定的柯氏干涉仪

（a）干涉仪光路；（b）干涉仪观察到的条纹