4D动态干涉仪检测平面小结,瑞奇—康芒法
补充材料-干涉仪的应用
干涉仪还可用于环境质量评估，通过测量大气中的温度、湿度、气压等参数， 可以了解环境的实时状况，为环境保护和治理提供科学依据。
军事侦察与目标识别
军事侦察
干涉仪在军事侦察领域具有广泛应用 ，可用于探测敌方目标的位置、速度 和形状等信息，为军事行动提供情报 支持。
目标识别
干涉仪还可用于目标识别，通过测量 目标反射或辐射的电磁波干涉图案， 可以对目标进行识别和分类，为打击 敌方目标提供准确信息。
干涉仪评估方法
利用干涉仪对激光束进行 空间和时间上的测量，可 以得到激光束的各项质量 参数。
应用领域
激光束质量评估在激光加 工、激光医疗、激光雷达 等领域具有重要价值。
03
干涉仪在精密测量中应用
长度、角度和直线度测量
长度， 如测量光学表面反射相移得到的光程 差，进而计算出长度。
眼科检查与诊断辅助
角膜形态测量
干涉仪可用于测量角膜的前后表面形态和厚度，为眼科手术和角 膜接触镜的验配提供准确数据。
屈光度检查
通过测量眼球的屈光度，可以了解眼睛的屈光状态，为近视、远 视等眼科疾病的诊断和治疗提供依据。
眼底病变检测
干涉仪能够检测眼底微小血管和神经纤维的形态和排列情况，有 助于发现眼底病变的早期迹象。
生物组织折射率测量
1 2
组织光学特性研究
通过测量生物组织的折射率，可以了解其光学特 性，为生物医学研究和临床诊断提供依据。
疾病诊断辅助
某些疾病会导致生物组织折射率的改变，因此干 涉仪在疾病诊断中具有潜在应用价值。
3
医学图像处理
结合医学成像技术，如超声、MRI等，干涉仪可 用于提高图像分辨率和对比度，改善医学图像质 量。
微纳米级位移传感
激光干涉仪功能及应用
SJ6000激光干预仪产品具有测量精度高、测量速度快、测量围大、分辨力高等优点。
通过与不同的光学组件结合，可以实现对线性、角度、平面度、直线度〔平行度〕、垂直度、回转轴等参数的精细测量，并能对设备进展速度、加速度、频率-振幅、时间-位移等动态性能分析。
在相关软件的配合下，可自动生成误差补偿方案，为设备误差修正提供依据。
1.静态测量SJ6000激光干预仪的系统具有模块化构造，可根据具体测量需求选择不同组件。
SJ6000根本线性测量配置：图1-根本线性配置SJ6000全套镜组：图2-SJ6000全套镜组镜组附件：轻型线性附件远距离线性附件可调转向镜直线度附件图3-SJ6000 镜组附件镜组安装配件：镜组安装件测头夹具垂直度安装三脚架1.1. 线性测量1.1.1. 线性测量构建要进展线性测量，需使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上，组装成“线性干预镜〞。
线性干预镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上，用它的反射光线形成激光光束的参考光路，另一束光入射到线性反射镜，通过线性反射镜的线性位移来实现线性测量。
如下列图所示。
图5-线性测量构建图图6-水平轴线性测量样图图7-垂直轴线性测量样图1.1.2. 线性测量的应用1.1.2.1. 线性轴测量与分析激光干预仪可用于精细机床、三坐标的定位精度、重复定位精度、微量位移精度的测量。
测量时在工作部件运动过程中自动采集并及时处理数据。
图8-激光干预仪应用于机床校准图9-激光干预仪应用于三坐标机校准SJ6000软件置10项常用机床检验标准，自动采集完数据后根据所选标准自动计算出所需误差数据，可生成误差补偿表，为机床、三坐标的误差修正提供依据。
图8-数据采集界面图10-数据分析曲线界面1.1.2.2. 高精度传感器校准利用激光干预仪对位移传感器检定成为开展趋势，其特点是反响速度快、测量精度高。
图10-激光干预仪应用于传感器校准1.1.2.3. 实验室标准器激光干预仪是当今精度最高的测长仪器，因光波具有可以直接对米进展定义且容易溯源的特点，因此国家实验室多用激光干预仪做实验室标准器进展量值传递。
4D动态激光干涉仪的原理和应用
4D动态激光干涉仪的原理和应用•相移干涉技术的原理：两束光发生干涉，其干涉场为：其中为参考光与样品光之间光程差，当假定参考平面为理想表面时，则通过求便可计算出样品表面起伏。
为求，引入人为可控量将上式改写为:人为改变干涉图的相位可控量，将参考表面由相位处连续移动相位得到以下四组公式：由以上四式可得：则从而得出被测表面相对于参考表面的表面高度。
然而，传统相移干涉仪使用PZT(压电陶瓷)在时间顺序上改变，这种时间域的相移干涉仪存在一个不可忽视的问题：完成计算所需的每一幅光强图在不同时间获得。
通常CCD帧频为30帧/s，而为计算一般需要5到13帧干涉图，则总测量时间约为200至400ms。
这就引入了一系列的误差。
如在相移测量过程中由环境引起的光路中的任何变化（振动，空气扰动等）都会引起测量误差。
为解决这一问题需要在同一时间获得完成计算所需的所有相位图，这正是4D 动态干涉仪所采用的技术方案（4D通过CCD的单次曝光而获得计算所需的所有相位图）。
•4D动态干涉仪原理4D动态干涉仪采用偏振光干涉原理，将传统相移干涉仪的时间域相移转换为空间域相移，并采用其独创的相位相关的CCD技术，使得一个CCD帧频内就可实现全分辨的测量。
其原理图如下图所示：光源发出的激光经过PBS后分成偏振态不同的两束光, 其中S偏振光射向样品表面, P偏振光射向参考镜. 样品光和参考光被各自表面反射重新相会后, 由于偏振方向不同并不能发生干涉. 这样合在一起的光经过光学系统成像, 透过一块掩模板（见下图）进入CCD.掩模板（定向微偏振片阵列）的单元结构与CCD的像元一一对应相关. 上述合在一起的不同偏振态的光透过掩模板的每个单元后会发生干涉, 并且在不同像元位置发生干涉的相位是不同的. 这样, 任意一组相邻的4个像元都发生了具有固定相位差的干涉. 对每一组像元进行相移干涉计算, 就可以获得整个样品表面的形貌数据.由于像元的位相是周期变化的，则在计算时可以重复利用相邻像元，从而实现全分辨的测量。
激光干涉仪测量平板平面度原理方法
激光干涉仪测量平板平面度原理方法激光干涉仪测量平板平面度原理方法前言在几何量测量中，平面度误差是形位误差项目之一，其测量与评定对有平面度公差要求的工件的合格性判定和加工精度均有着重要意义。
今天给大家介绍用激光干涉仪测量平板的平面度，采用最小二乘法计算测量结果。
测量原理和方法平面度误差是指被测实际表面对其理想平面的变动量。
常用测量方法有：激光干涉仪，电子水平仪，自准直仪，平晶法，打表法等。
大中尺寸平面度测量常采用自准直仪、激光干涉仪、电子水平仪；小尺寸平面度测量常用平晶法测量。
本文讲述采用对角线法，利用激光干涉仪测量直线运动过程中的小角度，以最小二乘法计算测量结果，间接得出被测平面的平面度误差。
对角线法又称米字法，在平面度测量时，若激光干涉仪主机位于G点，激光束与线GE重合，建议按照EA、CA、DH、EG、AG、BF、CE、GC的次序进行测量。
▲对角法测量示意图平面度误差的最小二乘法评定方法：以实际被测表面的最小二乘平面作为评定基准面，以平行于最小二乘平面，且具有最小距离的两包容平面间的距离作为平面度误差值。
最小二乘平面是使实际被测表面上各点与基准平面的距离的平方和为最小的平面。
评定关键在于测量取样点数据拟合出最小而成平面。
很多文献采用最小二乘法，如果以误差曲面z=z(x,y)为研究对象，用均方差误差最小作为度量标准，设规范化最小二乘平面方程为：z=Ax+By+C，其中A、B、C为待求系数。
均方误差为最小。
其中z(x,y)为分区域小三角形平面。
实验是将激光采集到数据和水平仪采集到数据分别利用上述原理计算后进行比对。
激光干涉仪配置平面度测量配置主要由SJ6000激光干涉仪主机、角度镜组、平面度镜组、SJ6000静态测量软件等组件构成。
其中，平面度镜组由180mm可调基板、360mm可调基板和平面度旋转镜构成。
▲平面度测量的光路原理构建图。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪是用于测量长度、角度、直线度和平面度的一种高精度测量仪器。
它主要
由激光器、分束器、反射镜、干涉仪和信号处理器等组成。
其测量精度能够达到亚微米级别，特别适用于精密机械的调试、校准和检测。
机床是现代制造业中的重要设备，其精度直接影响到加工零件的质量和效率。
因此，
在机床的制造和维护过程中必须进行精度检测。
传统的机床精度检测方法主要包括划线法、测量工具法和角度检测法等，但这些方法难以满足高精度的检测要求，而且需要大量的人
力和物力，效率低下。
相比之下，激光干涉仪具有非接触式、高精度、快速等优点，因此
在机床精度检测中得到了广泛的应用。
1. 直线度检测
直线度是机床重要的检测参数之一。
激光干涉仪可以通过在待测直线和基准直线之间
距离的变化量来判断直线度误差的大小。
在具体操作中，首先选定一条基准直线，将激光
干涉仪沿待测直线移动，在各个测点进行测量，然后利用信号处理器处理数据，计算出待
测直线的直线度误差。
4. 机床调试和校准
机床的调试和校准是机床使用前必须进行的工作。
激光干涉仪可以在机床制造过程中
对各个部件进行检测，减少机床装配过程中的误差，确保机床的精度要求。
在机床使用过
程中，激光干涉仪可以用于校准各个部件的位置和角度，及时发现机床的故障和问题，快
速解决。
总之，激光干涉仪在机床精度检测中的应用具有广泛的优势，其高精度、非接触式、
快速等特点可以提高机床的准确性和效率，为制造业的发展提供了强有力的技术支持。
误差分离技术在平面镜瑞奇-康芒法检测中的应用
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏｖ ｅ ｔ ｈｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ Ｒｉ ｔ ｃ ｈ ｅ ｙ — Ｃｏ ｍｍｏｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｆ ｏ ｒ ａ ｆ ｌ ａ ｔ ｍｉ ｒ ｒ ｏ ｒ，ａ ｎ ｅ ｗ ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ ｔ ｏ ｕｓ ｅ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ｈｉ ｐ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｕｐ ｉ ｌ ｃ ｏｏ ｒ ｄｉ ｎ ａ ｔ ｅ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｉ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｔ ｏ ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｎｄ ｆ ｉ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｉ ｒ ｒ ｏｒ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｗａ ｓ ｐｒ ｏｐ ｏｓ ｅ ｄ． Ｏｎ ｔ ｈｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｔ ｓ ｑ ｕａ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ，ｔ ｈｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｆ ｏｃ ｕｓ ｅ ｒ — ｒ ｏｒ ａ ｎｄ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏｒ ｉ ｎ ｔ ｗｏ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｇｌ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｄｅ ｔ ａ ｃ ｈｅ ｄ ｔ ｏ ｇａ ｉ ｎ ａ ｍｏｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｆ ｌ ａ ｔ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏｒ ． Ｔｈｅ
ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ２ ／ １ ０ ０ （ 一 ６ ３ ２ ． ８ ｉ ｒ ｍ） ．Ａ ｆ ｌ ａ ｔ ｍｉ ｒ —
激光干涉仪使用方法
用激光干涉仪系统进行精确的线性测量—最佳操作及实践经验1 简介本文描述的最佳操作步骤及实践经验主要针对使用激光干涉仪校准机床如车床、铣床以及坐标测量机的线性精度。
但是，文中描述的一般原则适用于所有情况。
与激光测量方法相关的其它项目，如角度、平面度、直线度和平行度测量不包括在内，用于实现0.1微米即0.1 ppm以下的短距离精度测量的特殊方法（如真空操作）也不包括在内。
微米是极小的距离测量单位。
（1微米比一根头发的1/25还细。
由于太细，所以肉眼无法看到，接近于传统光学显微镜的极限值）。
可实现微米级及更高分辨率的数显表的广泛使用，为用户提供了令人满意的测量精度。
尽管测量值在小数点后有很多位数，但并不表明都很精确。
（在许多情况下精度比显示的分辨率低10-100倍）。
实现1微米的测量分辨率很容易，但要得到1微米的测量精度需要特别注意一些细节。
本文描述了可用于提高激光干涉仪测量精度的方法。
2 光学镜组的位置光学镜的安放应保证其间距变化能够精确地反映待校准机器部件的线性运动，并且不受其它误差的影响。
方法如下：2.1 使Abbe（阿贝）偏置误差降至最低激光测量光束应当与需要校准的准线重合（或尽量靠近）。
例如，要校准车床Z轴的线性定位精度，应当对测量激光光束进行准直，使之靠近主轴中心线。
（这样可以极大降低机床俯仰 (pitch) 或扭摆 (yaw) 误差对线性精度校准数据的影响。
2.2 将光学镜组固定牢靠要尽量减小振动影响并提高测量稳定性，光学镜组应牢牢固定所需的测量点上。
安装支柱应尽可能短，所有其它紧固件的横截面都应尽量牢固。
磁力表座应直接夹到机床铸件上。
避免将其夹到横截面较薄的机器防护罩或外盖上。
确保紧固件表面平坦并没有油污和灰尘。
2.3 将光学镜组直接固定在相关的点上材料膨胀补偿通常只应用在与测量激光距离等长的材料路径长度上。
如果测量回路还包括附加的结构，该“材料死程”的任何热膨胀或收缩或因承载而发生的偏斜都将导致测量误差。
激光干涉仪技术及发展
度、均匀程度等却能进行细致的描述。
从R t 、R z 、R 3z 三个参数定义上可以看出:R t 表示所测轮廓网纹沟槽的最大深度;R t 、R z 代表了平台网纹深沟槽分布及变化趋势,R z 、R 3z 代表了平台网纹深沟槽的宽度、深度的均匀程度,即重复分布情况。
这三个参数可用于分析选用珩磨油石条的尺寸、粒度及磨条的涂层性能对表面沟纹的影响,同时避免人工目测沟槽深度及分布的误差。
5 结论结合气缸套的平台网纹本身的特点及气缸套的工作状况,确立了基于轮廓支承度率曲线、幅度分布曲线、轮廓高度三个方面的参数指标,这套评定指标能够对气缸套内表面粗糙度轮廓的磨合特性、润滑特性、网纹分布等进行对应的定量分析,实现完整、准确地描述及评价气缸套平台网纹,同时能反映气缸套加工制造过程的不足之处,进而指导调整工艺参数。
参考文献1 谢旭华,刘 芬.气缸套平顶珩磨表面磨合特性测定方法探讨.现代制造工程,2002(8)2 梁全顺.柴油机气缸套内表面平台珩磨网纹技术的探讨.内燃机车.2001(11)3 德国工业标准DIN4768.1990.54 袁长良,丁志华,武文堂.表面粗糙度及其测量.北京,机械工业出版社.1989,10第一作者:李伯奎,江苏淮阴工学院机械系,223001江苏省淮安市收稿日期:2003年3月激光干涉仪技术及发展羡一民 王科峰成都工具研究所由于激光具有极好的时间相干性,其相干距离可以达到数公里,所以自激光问世以来,以激光为光源的激光干涉仪一直被人们所关注,其应用范围不断扩展,激光干涉仪技术也不断发展,出现了各种形式的激光干涉仪。
1 单频激光干涉仪和外差激光干涉仪尽管存在各种形式的激光干涉仪,但从原理上讲,可以归结为单频激光干涉仪和外差激光干涉仪两种基本类型。
通常用于长度测量的激光干涉仪采用Machel son 干涉仪系统,图1为单频激光干涉仪原理示意图,分光器BS 将激光分为2束,一束射向定镜R,另一束射向动镜M,当动镜M 移动时,经R 和M 的反射光在O 处汇合产生干涉,由于分光器金属膜的附加相移性质,光电探测器D1、D2接受的信号相位差为90 ,用于计数器的方向辨别。
激光平面干涉仪说明书讲解
一、用途激光平面干涉仪是一种使用方便的光学精密计量仪器，主要用于精密测量光学平面度。
仪器配有激光光源（波长为632.8nm）。
对于干涉条纹可目视、测量读数。
工作时对防震要求一般。
该仪器可应用与光学车间、实验室、计量室。
如需配购相关的必要附件，可精密测量光学平面的微小楔角、光学材料折射率n的均匀性，光学镀膜面或金属块规表面的平面度，90度棱镜的直角误差及角锥棱镜单角和综合误差。
二、主要数据1. 第一标准平面（A面）,不镀膜。
工作直径：D1=φ146mm不平度小于0.02um2.第二标准平面（B面），不镀膜。
工作直径：D2=φ140mm不平度小于0.03um3.准直系统：孔径F/2.8，工作直径：D0=φ146mm焦距：f=400mm4.测微目镜：焦距f=16.7mm，放大倍数β=15X，视场角2W=40°，成像物镜：1.D=4.5 II.D=7 III.D=10F=15 f=23 f=375.工作波长：632.8nm6.干涉室尺寸：深260X宽300X190mm。
7.光源规格：激光ZN18（He-Ne）。
8.仪器的外形尺寸：长X宽X高 350X400X720mm9.仪器重量：100公斤图一第一标准平面（A面）精度照片图二第二标准平面（B面）三、工作原理本仪器工作基于双光束等厚干涉原理。
根据近代光学的研究结果，光兼有波动与颗粒两重特性。
光的干涉现象是光的波动性的特性。
因此，介绍本节内容时，仅在光的波动性的范围内讨论，例如，把“光”称为“光波”，“平行光”称为“平面光”。
波长为的单色光经过仪器有关的光学系统后成为平面波M。
（如图三所示），经仪器的标准平面P1和被检系统P2反射为平面波M1和 M2。
M1、M2即为两相干光波，重叠后即产生等厚干涉条纹。
等厚干涉原理能够产生干涉的光束，叫相干光。
相干光必须满足三个条件：1.震动方向必须一致，2.频率相等：3.光束必须相遇，且在相遇点处的相位差在整个时间内为一常量。
4D干涉仪原理介绍 PhaseCam Training 201010V1
3.2 4D 动态干涉仪原理
使用偏振光的相移机理
续 －相位相关探测器
ref LHC RHC test
圆偏光 (Df) + 线偏振器 (a)
cos (Df + 2a)
1 与光轴平行的分量才能发生干涉 2 偏振器的光轴角度决定了 相移结果
Kothiyal and Delsile, Appl. Opt. V24 n24 p4439 (1985) Kemo,
The Leader in Dynamic Interferometry Interferometry
Award Winning Technology
• •
• • • •
10 US Patents (licensed or owned), numerous pending 2003 Photonics Circle of Excellence Winner: One of the best 25 new products of the year 2004 R&D 100 Award for FizCam 2005 R&D 100 Award for PhaseCam MW 2006 NASA Goddard SFC Exceptional Achievement Award for SpeckleCam (ESPI System) 2006 R&D 100 Award for SpeckleCam (ESPI System)
f (c1) = 0 f (c2) (0°)
= p/2 (90°) f (c3) = p (180°) f (c4) = 3p/2 (270°)
I x, y I 2 (x, y) x, y Tan 1 4 I x , y I ( x , y ) 3 1
激光干涉仪使用技巧讲解
魏纯：激光干涉仅使用技巧
雹
证ｚ轴的测量范围。３．２．２选择磁性表座
磁性表座是激光干涉仪常用的辅助工具，选择时需要注意，表座工作面上需有Ｍ８的螺孔以配合安装镜组安装杆，主磁性吸面位于底面和侧面的表座各选
作者曾经在一台大型铣床位置准确度检测过程中，遇到测量中电脑无端重启，导致之前测量过程中的数据全部丢失的情况。过后检查该电脑，没有发现病毒或其他问题，但确实长时间用于激光干涉仪测量中，会出现重启的现象。
电脑专属专用，利于测量数据长期保存，方便测量人员进行数据分析、问题查找。
３．５
日常维护
ＭＬＩＯ激光干涉仪使用中日常维护也同样重要，
5.期刊论文高媛.郭丽莎激光干涉仪测角系统的精度补偿方法-计量技术2003(1
提出一种新的准直方法,对HP5528A激光干涉仪测角实现了精密计量.
6.期刊论文黄天喜.严祯.曾韬. HUANG Tian-xi. YAN Zhen. ZENG Tao几种测量机床导轨直线度误差的方法-机械工程与自动化2008(2
3.学位论文成相印激光准直测量中几个基础性问题的研究1994
该文综述了当前激光准直测量方法,通过比较分析,认为下面三个问题带有一定普遍性,值得仔细研究:1激光的稳频;2光学、光路的自适应;3结构分析.该文提出了一种用双频激光干涉仪测量直线度的新方法.从激光头出射的激光,通过第一个渥拉斯屯棱镜变成两束夹一小角度的光束,再通过第二个渥拉斯屯棱镜变成两束平行光,经直角体反射回激光头,通过对测量光束和参考光束比相,就可获得直线度偏差.
虽然ＭＬｌ０激光干涉仪安装组件比较齐全，但在实际使瘸过程孛逐是需要另外配置一ห้องสมุดไป่ตู้辕助工舆：
4d干涉仪使用说明书
1、远程空腔测量。
最典型的应用，是大口径凸球面或凸非球面的测量。
对于菲索干涉仪来说，要测量大口径的凸面，比如300mm凸的球面，首先要产生大于300mm口径的平行光束。
具体尺寸，视参考球面的参数而定。
其次要制作出相应口径的参考球面，该球面的参考面为凹。
一般地，凹面参考面的检测相对容易些，可以获得大于1/10波长的精度。
但是对参考镜的材料要求比较苛刻，需采用最高等级的玻璃。
接下来，就可以进行凸球面的检测了。
此时，干涉仪主机距离被测表面的距离，已经有数米了，振动和气流的影响都会凸显出来。
因而，只有有动态的4D F2000才能进行这样的测量。
实际上，采用F2000干涉仪，采用类似的思路，完全可以自己制造大口径平面相移干涉仪了。
自己需要做的只是大口径准直扩束器和标准参考平面。
以我国目前的制造水平，不是没有可能的。
2、平行平板的测量以往，使用干涉仪对平行平板进行测量时，最大的困难就是样品相互平行的前后表面间的干扰条纹。
通常的做法是在后表面涂凡士林或淋液体，以避免后表面的反射。
很不方便。
F2000采用了短相干的光源，使这一测量难题迎刃而解。
只要平行平板的厚度大于光源的相干长度，就可以直接测量，换言之，只要平行平板的厚度大于0.3mm，F2000就可以直接测量，而无需其它措施。
3、均匀性的测量以往，使用干涉仪进行绝对均匀性测量时，都对样品前后表面的面形有较高要求，并且需要将样品加工成前后面具有一定楔角。
而在检测较大尺寸样品的均匀性时，表面面形精度往往是一大难点。
F2000采用短相干光源实现定位干涉，使得这一系列问题迎刃而解。
只需要保证样品楔角足够小，就可以直接测量，对样品面形精度没有特殊要求。
在样品面形为50波长时，相对测量精度仍然能达到千分之五，精度远高于传统方法。
4、平面元件应力双折射的测量对于元件内应力的测量，一般都是采用应力仪来测量，普通干涉仪都不具备此项功能。
而F2000干涉仪由于采用的是偏振光干涉的原理并且可以实现定位干涉，所以可以通过将两束偏折光同时定位在样品后表面，反射的光信号发生干涉，从而实现应力双折射的测量。
光纤干涉仪：原理与应用_笔记
《光纤干涉仪：原理与应用》读书记录目录1. 内容综述 (2)1.1 光纤干涉仪的发展历程 (2)1.2 光纤干涉仪在科学和工业中的应用 (4)2. 光纤干涉仪的基本原理 (5)2.1 光的干涉现象 (6)2.2 光纤干涉仪的工作原理 (7)2.3 干涉仪的类型及特点 (8)3. 光纤干涉仪的关键部件 (9)4. 光纤干涉仪的设计与制作 (9)4.1 光纤干涉仪的设计要求 (11)4.2 光纤干涉仪的制造工艺 (12)4.3 误差分析与优化 (13)5. 光纤干涉仪的应用领域 (14)5.1 通信领域 (15)5.1.1 光通信中的光纤长度测量 (16)5.1.2 光纤通信中的信道特性测量 (18)5.2 光学测量领域 (19)5.2.1 光学元件的几何参数测量 (20)5.2.2 光学系统的性能评估 (21)5.3 生物医学领域 (22)5.3.1 生物样品的微观结构分析 (24)5.3.2 生物组织的生物力学特性测量 (25)5.4 其他应用 (26)5.4.1 环境监测 (27)5.4.2 光学传感 (28)6. 光纤干涉仪的未来发展趋势 (29)6.1 新型光纤干涉仪的研发 (31)6.2 光纤干涉仪在特殊领域的应用拓展 (32)6.3 光纤干涉仪与微纳技术的融合 (33)1. 内容综述《光纤干涉仪：原理与应用》这本书详细介绍了光纤干涉仪这一重要技术的各个方面。
在“内容综述”部分，可以这样描述：光纤干涉仪是一种利用光纤的高灵敏度和稳定性的特点来进行精密测量的技术。
全书从光的干涉原理出发，逐步深入讨论了光纤干涉仪的多种变体，包括迈克尔逊干涉仪、弗罗伦斯干涉仪以及马赫泽德干涉仪等。
书中不仅详细阐述了这些干涉仪的基本原理和工作方式，而且通过大量的图表分析了不同应用场景下的性能特点。
此外，本书还探讨了如何利用光纤干涉仪进行长度测量、力与应力的测量、光谱分析以及生物医学领域中的应用等，展示了这项技术广泛的应用空间。
平面干涉仪工作原理
平面干涉仪工作原理引言平面干涉仪是一种利用干涉现象来测量光波相位差及其变化的仪器，广泛应用于光学、材料科学、生物医学等领域。
它的工作原理是基于光的干涉现象，通过测量光程差来获得被测物体的表面形貌、薄膜厚度、材料的光学性质等信息。
下面将详细介绍平面干涉仪的工作原理。
光的干涉现象干涉是光波相互作用的一种现象，它是由于光的波动性质而产生的。
当两束光波相遇时，它们会相互叠加叠加，加强或相互抵消，使得光的强度发生变化。
这种现象称为光的干涉。
在平面干涉仪中，利用干涉现象来进行测量。
Michelson 干涉仪Michelson 干涉仪是一种基本的干涉仪，它由一个光源、分束器、反射镜、干涉仪样品台、合束器和检测器等部件组成。
在 Michelson 干涉仪中，一束入射光线通过分束器被分成两束光线，一束光线直接到达反射镜，另一束光线则通过样品台反射后再到达反射镜。
两束光线再次经过分束器合成为一束光线。
根据光的波动性质，这两束光线会相互叠加形成干涉图样，这个图样的特征是光的波前的位置差。
工作原理当两束光线重新合成后，它们的相位差会导致干涉现象，其中相位差取决于光程差。
光程差是两束光线从光源到达探测器所经历的光程差，它可以通过检测干涉图案的变化来获得。
通过测量光程差，可以得到样品表面的形貌、薄膜厚度、折射率等信息。
光程差的计算公式为：ΔL = n * λΔL 为光程差，n 为介质折射率，λ 为光波长。
平面干涉仪通过测量光程差的变化来研究样品的特性，从而实现对样品的表面形貌、薄膜厚度、材料的光学性质等的研究。
应用平面干涉仪广泛应用于光学、材料科学、生物医学等领域。
在光学中，平面干涉仪可以用来检测透镜的表面形貌和误差；在材料科学中，可用于研究薄膜的厚度和膜的结构；在生物医学中，可以应用于细胞的形态学分析和细胞外基质的形态学研究等。
总结平面干涉仪是一种利用干涉现象来测量光波相位差及其变化的仪器，其工作原理是通过测量光程差来获取样品的表面形貌、薄膜厚度、材料的光学性质等信息。
光围测量的原理和方法
光围测量的原理和方法
光围测量是一种通过测量光的辐射强度来确定对象尺寸或形状的方法。
它基于光的干涉、衍射、折射等原理进行测量。
原理：
光围测量的原理基于光的干涉原理。
当光线经过一个物体时，由于物体的存在，光会发生干涉，形成明暗的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形状、间距或强度，可以计算出被测物体的尺寸或形状。
方法：
光围测量的方法有多种，常见的方法包括：
1.干涉测量法：使用干涉仪、干涉滤波器等设备进行测量。
通过观察干涉条纹的变化，可以确定物体的尺寸或形状。
2.衍射测量法：利用物体对光的衍射现象进行测量。
将光线照射到物体上，观察衍射图样的变化，可以计算出物体的尺寸或形状。
3.相位测量法：通过测量光的相位差，从而确定物体的尺寸或形状。
常见的相位测量方法包括Fourier变换法、移相法等。
4.散斑测量法：利用物体表面的散斑现象进行测量。
通过观察散斑图样的变化，
可以计算出物体的尺寸或形状。
5.合焦测量法：利用物体的成像特性进行测量。
通过调整光源和探测器的位置，使得成像平面和物体平面达到最佳对焦状态，从而确定物体的尺寸或形状。
总的来说，光围测量方法的选择和具体应用有关，可以根据被测物体的特点和测量要求选择适合的方法进行测量。
干涉法测微小量讲述
干涉法测微小量物理学类08级 方长达人 2009年5月21日 PB08203185实验题目：干涉法测微小量实验目的： 通过本次实验，学习、掌握利用光的干涉原理检验光学元件表面几何特征的方法，同时加深对光的波动性的认识。
实验原理：用牛顿环测平凸透镜的曲率半径当曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一平面玻璃上时，在透镜的凸面与平面之间形成一个从中心O 向四周逐渐增厚的空气层。
当单色光垂直照射下来时，从空气层上下两个表面反射的光束产生干涉。
等厚干涉条纹也是一组以O 点为中心的明暗相间的同心圆，称为牛顿环。
两束光的光程差为 22λδ+=∆ （1）式中λ为入射光的波长，δ是空气层厚度，空气折射率1≈n 。
当光程差Δ为半波长的奇数倍时为暗环，若第m 个暗环处的空气层厚度为m δ，则有2λδ⋅=m m （2）R m <<δ，可得 Rr mm 22=δ （3） 式中r m 是第m 个暗环的半径。
由式（2）和式（3）可得λmR r m =2（4）我们将式（4）作一变换，将式中半径r m 换成直径D m ， 展开整理后有λn D D R mn m 422-=+ （5）可见，如果我们测得第m 个暗环及第（m+n ）个暗环的直径D m 、D m+n ，就可由式（5）计算透镜的曲率半径R 。
实验器材：钠灯，牛顿环仪，读数显微镜。
实验内容：1．测平凸透镜的曲率半径（1） 观察牛顿环 1）将牛顿环仪放置在读数显微镜镜筒和入射光调节木架的玻璃片的下方，木架上的透镜要正对着钠光灯窗口，调节玻璃片角度，使通过显微镜目镜观察时视场最亮。
2）调节目镜，看清目镜视场的十字叉丝后，使显微镜筒下降到接近玻璃片，然后缓慢上升，直到观察到干涉条纹，再微调玻璃片角度及显微镜，使条纹更清楚。
（2） 测牛顿环直径 1）使显微镜的十字叉丝交点与牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝与标尺平行（与显微镜筒移动方向平行）。
2）转动显微镜测微鼓轮，使显微镜筒沿一个方向移动，同时数出十字叉丝竖丝移过的暗环数，直到竖丝与第35环相切为止。
实验九 激光平面干涉仪实验指导书
1. 了解激光平面干涉的结构原理及装调方法；
2. 组装平面干涉仪，获取干涉图； 3. 学会从干涉图分析被测光学零件的面形误差
实验原理
CMOS
He-Ne
扩束镜
分束镜
准直镜
标准平板
待测平板
氦氖激光器发出的激光经扩束准直后，直接入射到标准平板和待测平板。 激光平面干涉仪是通过观察标准平面与被检平面之间的楔形空气层所产生 的等厚干涉条纹的变形情况来检测待测平板的面形的。
1. 本实验若不用激光而改用普通单色光（如钠光），能否进行平面平 板平面度的测量，为什么？
2. 测量平板的平行度时，可能出现不等距或弯曲的等厚条纹，试说明
此现象产生的原因？
H e 2
H
h N
2n
D e 2n
式中：n是平板折射率，e是条纹间距
其平板两面的楔角α为：
a
h D 2na平行于光学平台； e D
调整每个光学件的高度；
加入分束镜，并转角； 加入扩束镜和准直镜，用剪切干涉法获得平行光；
加入标准平板和待测平板，并使标准平板后表面和待测平板前表面的光 斑反射回扩束镜小孔； 再加入衰减器及CMOS，找到合适的接收位置后，微调空气层楔角，直 至视场里剩余3－5个条纹，保存图像，并进行数据处理计算平板的平面 度及楔角。
待测平板的平面度和局部误差
若通过CMOS接收到的等厚干涉条纹弯曲表明被测平面不平（如下图）。经 测得条纹弯曲的矢高为H，条纹间距为e，则被测平板的平面度为：
P
H e
相应的平面偏差，即凹陷或凸起的厚度为：
h
e 将标准平板两表面的反射光移出视场，观察由被测平板两表面反射产生的 等厚干涉条纹，如果被测平板的面形误差、玻璃的不均匀性都很小，则测 出的平行度即可视为是平板两表面的几何平行度，可以观察到一组平行等 距的干涉条纹。若在直径为D的平行平板上观察到N个条纹，则平板的平 行度用最大厚度Δh表示：
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3、由于我们测得不是待测面的正面，所以我们分析的时候需要进行几何变换，使得变换为正面。既可以直接在分析图上计算出xy轴的缩放比例，也可以在几何变换里面找到我们mask椭圆的长短轴比例n，利用这个比例变换为正面。
4、由于测量的不是正面测量的，所以测量得到的面型得乘以sinα，α为待测面和光轴的夹角。sinαห้องสมุดไป่ตู้于1/n。同时由于干涉的进过两次待测面，且软件自动分析的时候自动加了0.5的因子。所以待测面的面型即为所测面型再乘以了一个sinα的因子（此段理解的不是很清晰）。
其中2和3中的调节是通过镜片的架子来调节的。假设镜面的法线为z轴，调整就是在x,y方向上调节。
二、进行测试调整
加上镜头后，摆放位置正确，激光全面覆盖待测面。该步骤需要调节的是，使得图中两个焦点重合。一个焦点为干涉仪由镜头会聚的焦点，另外一个为光通过两个镜片反射回来会聚的焦点。调节主要是调节待测镜和干涉仪，待测镜关于xy轴的旋转，干涉仪沿轴和垂轴方向的调节。先调节焦点重合，然后观测电脑软件中是否有干涉条纹，此过程是非常微小的调节。
2、对于待测镜片到干涉仪的距离大小的理解：干涉仪加上镜头后，干涉仪发出的激光变成汇聚光，经过焦点变成发散光，即平面波变成球面波。随着距离的增加，球形的波前变大，在发散球面有待测镜口径大小的时候，最好大一点，此时即为待测镜子的位置。标准镜的位置放置等同。
按图中摆放好干涉仪和镜子后，需要微调光路，使得三者共光轴，表现为干涉仪发出的激光经过一系列反射能回到干涉仪里。对于光路的微调的理解：
1、利用水平仪调整干涉仪下面的三点定位脚，使得干涉仪处于水平位置；
2、调整标准球面镜，使得其反射回待测面的光斑和干涉仪照射到待测面的光斑重合。即从待测面反射到标准球面镜的光和标准球面镜反射回来的光重合。也就是此时的光经过球面的球心。
3、同2，使得由标准球面反射回待测面，再由待测面发射的光路和干涉仪发射到待测面的光路重合。即涉仪发出的激光经过一系列反射能回到干涉仪里。
两焦点重合的越好，在软件中显示的干涉条纹为直条纹，条纹间隔比较大。此干涉为等厚干涉，所以干涉条纹间隔为 ，所以间隔越大，即 越小，在此表现为两焦点重合的越好。此为自己理解。
三、软件分析
当实时测量界面显示的干涉条纹为直条纹且间隔较大的时候，就可以进行软件分析了。分析步骤为：
1、首先做mask。由于不是正面测量，所以做的mask选择椭圆形的，大椭圆选择外面无效，小椭圆选择里面无效。
对4D动态干涉仪检测平面的理解和小结
一、调整光路
图中最右边的透镜是待测的，其第一个面为待测平面，第二个面涂胶，使光透过其第一面的光漫反射。另外一个镜片为标准球面镜。左下角为4D动态干涉仪。
对于检测平面和标准镜的摆放位置的理解：
1、利用卷尺测量，使得球面镜中心、待测镜片中心和干涉仪发出的光中心在同一高度；
四、未理解的问题
1、干涉发生的位置：我理解的发生干涉的两束光分别为：一束是干涉仪发射的光束照射到待测面，然后向球面镜反射的光束；另外一束是经过球面镜向待测面反射的光束。但是这两束光方向完全相反。
2、前面第三节里面的第4步，因子的计算理解不是很明白。