这里再提一下一种测量长平晶面型的思路:使用小口径的干涉仪进行分段测量,然后通过一定的算法来处理干涉的数据,这样也可以检定长平晶的面型。
1。2 干涉测量理论
1。2。1干涉测量概念
所谓干涉测量技术,就是以光的干涉原理为基础计量测试方法,由于它的数量级在光波长这一等级,所以它是一种快速、有效、精确的精度检测方法,在光学测量领域发挥的作用越来越大。干涉测量的原理是通过分振幅或者分波前方法获得两束相干光,然后通过参考波前和被测波前的相干叠加,在某个面上产生一系列黑白相间的干涉条纹,即所谓的干涉图。通过读取干涉图获取两束相干光的振幅相位信息来比较计算两个面的的面型信息,其中一个面常是标准面,另一个是被测面,由此得到被测面的面型信息,十分精确。
1。2。2干涉理论发展
光的干涉原理的发现以及由此产生的干涉仪的出现已逾百年。在光学界,我们常将干涉技术的发展分为两个阶段:经典干涉技术和现代干涉技术。
经典干涉技术使用的干涉仪主要是光机型干涉仪,采用目视法读取干涉图样以此分析待测面的面型质量。目视法的缺点显而易见,带有检测人员很强的主观性,即使是从理论上讲,考虑到光源的时间相干性,操作人员很难准确分辨干涉图样,因此获得测量结果便与实际的数据相差很多,这就要求我们采用一种客观的方法来读取干涉图来消除这一误差。
现代干涉技术便是在上面的情况下应运而生。二十世纪七十年代早期,人们通过条纹追踪法来分析干涉图样,这种方法是寻找条纹中心来获取正确的相位差。这种静态条纹分析的方法缺点也很明显:采样点少、相位误差大这两个因素也在影响着干涉测量的精度。二十世纪八十年代开始,由于计算机的迅猛发展带动了光学产业的变革,在干涉仪的的结构方面产生了巨大的影响,光机电算成为一体。虽然干涉光路不变,但是在干涉图处理中使用了计算机辅助处理。加入了阵列探测器来获取记录干涉条纹,同时在干涉仪参考臂中放置PZT相移器借此产生多次相移。相移式菲索干涉仪就是其中的典型。这样对干涉测量的精度就有了很大的提高,满足了目前人们对测量精度的要求,这种思想原理也得到了越来越广泛的应用。
1。3 国内外干涉仪文献综述
美国Zygo 公司是全球知名的干涉仪制造大商,目前其生产的干涉仪,尤其是相移式干涉仪由于其高精度、易操作等优点得到了众多人的青睐。我们实验中使用的便是该公司生产的GPI系列干涉仪。
美国4D公司是也是专业制造干涉仪的大商,其生产的有特色的动态干涉仪采用的瞬时相移干涉技术(简称SPSI),因此在干涉仪生产领域掀起了一场,推出之后,就在光学、天文学等领域迅速得到广泛的应用,具有很高的知名度。
美国ESDI公司也是目前主要生产干涉仪硬件与开发配套的软件的公司。该公司生产的干涉仪及开发的分析软件很有特色和针对性,应用的范围都属前端,也代表着全球前端的干涉仪生产技术。
以上是美国三家著名的干涉仪生产公司,相比于美国,我国的干涉仪生产虽然不够尖端,但也有一定的优势。
首先值得一提的是我们南理工学校在1996年研制的红外相移式干涉仪。这台干涉仪主要是针对在光学干涉技术领域中的不足:在可见光范围内,无法检测被测表面与参考表面偏离大的情况和在红外波段里的测量局限。因此这个用于检测红外光学零件和红外系统的菲索型干涉仪应运而生。这也是我国在干涉仪发明领域的一个专利,一个突破。