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移相干涉技术的独特优势

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于现代干涉仪多采用激光作为光源,干涉场中光强常呈高斯分布而非均匀分布,采用移相干涉测量法,可得到很高的相位测量精度,这是移相干涉技术的第一大优点。这种技术的第二个优点是可以消除干涉仪调整过程中及安置被测件过程中产生的位移、倾斜及离焦误差。这种技术的第三个优点是可以大大降低对干涉仪本身的准确度要求。这样,就使干涉仪制造时元件所需的加工精度可以适当放宽。

移相干涉技术的独特优势

移相干涉技术中,由于各点的相位仅由该点的序列干涉光强计算求得,与其余点的光强无关,因此相对于单帧干涉条纹处理方法,采用移相干涉测量,可直接消除干涉场中光强分布不一致性及探测器各像元的响应不一致性带来的误差。由于现代干涉仪多采用激光作为光源,干涉场中光强常呈高斯分布而非均匀分布,采用移相干涉测量法,可得到很高的相位测量精度,这是移相干涉技术的第一大优点。

这种技术的第二个优点是可以消除干涉仪调整过程中及安置被测件过程中产生的位移、倾斜及离焦误差。干涉仪及被测件在装调完成后,被测波面可表示为

式中,W(x,y)为被测波面上任意一点的相位;W0(x,y)为消除了位移A、倾斜B 和C及离焦D 后的波面。为了求出W0(x,y),就必须确定并减去含有A、B、C、D 的各项。这可以在孔径的范围内对所有点用最小二乘法求取对应于A、B、C、D 各项的最小W(x,y)来得到。当波面的数据存储在计算机中,然后对积累的数据进行处理,就能很容易做到这一点。既然装调误差能够用后续分析方法去除,则被测件在干涉检测光路中就无须进行特别严格的位姿调整了。(www.xing528.com)

这种技术的第三个优点是可以大大降低对干涉仪本身的准确度要求。在目视观察测量或照相记录测量时,为了保证测试的准确度,对于干涉系统各光学元件有很高的准确度要求,但是,在移相干涉技术中,波面相位信息是通过计算机自动计算、存储和显示的。这就在实际上有可能先把干涉仪本身的波面误差存储起来,而后在检测波面时从后续波面数据中自动减去。这样,就使干涉仪制造时元件所需的加工精度可以适当放宽。当测量不确定度要求为1/100 波长时,干涉仪系统本身的波面误差小于1/10 波长量级,甚至更低就可以了。这是一个很宽的容限。很明显,如果不用波面相减的方法,在干涉仪中要用一个波长不确定度的仪器去检验1/100 波长的被测面表面是几乎不可能的。

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