干涉仪原理与使用
干涉仪原理及使用
干涉仪原理及使用干涉仪是一种用来测量光波干涉现象的仪器。
它基于干涉原理，通过测量光波的干涉条纹来获得一些物理参数，如波长、折射率等。
干涉仪广泛应用于科学研究、工业检测以及精密测量等领域。
干涉仪的工作原理主要是利用光波的干涉现象。
当光波通过不同的光程时，会出现干涉。
光程差越大，干涉现象越明显。
干涉仪通常由两个光学路径组成，其中一个路径与待测物体接触，另一个路径作为参考。
当两个光程的相位发生改变时，就会产生干涉现象。
干涉仪可以分为两种类型：干涉及干涉仪。
干涉光学技术是通过将光源分为两部分，然后重新叠加这两部分光线，从而产生干涉现象。
干涉技术通常使用光栅、分束镜、反射镜等光学元件来控制光程差和相位差。
干涉仪则是将光波分为两束，然后通过干涉现象来测量物理量。
干涉仪的使用主要有以下几个步骤：1.准备工作：首先要确定目标参数需要测量的量值范围和精度要求。
然后选择适当的仪器型号和规格，并进行仪器的校准和调试。
2.搭建干涉仪：将干涉仪的各个光学元件正确组装起来，确保光学路径的稳定性和对齐。
干涉仪通常由光源、分束镜、干涉仪主体、干涉条纹显示和检测系统等组成。
3.调整初始位置：使用调节器件如反射镜、透镜等来调整光路，确保光路的稳定和光线的平行。
通过观察干涉条纹的形状和变化来判断光路的调整是否准确。
4.测量目标参数：根据目标参数的不同，选择合适的测量方式和方法。
比如，使用多普勒干涉仪来测量物体的速度和位移，使用迈克尔逊干涉仪来测量物体的折射率和薄膜的厚度等。
5.数据处理和结果分析：根据测量的数据，进行数据处理和分析，获得所需的物理量。
根据实际需要，可以进行图像处理、统计分析和曲线拟合等操作。
干涉仪的应用非常广泛。
在科学研究领域，干涉仪广泛应用于光学实验、波动光学研究等领域。
在工业检测中，干涉仪可用于测量零件的尺寸、表面粗糙度、形状等参数。
在精密测量中，干涉仪可用于测量光栅、薄膜、干涉仪本身的参数等。
此外，干涉仪还可用于光谱分析、光学显微镜和干涉光刻等领域。
光的干涉与干涉仪的原理与应用
光的干涉与干涉仪的原理与应用光的干涉现象是指两束或多束光波相互叠加而产生的干涉图样。
干涉现象在光学领域中有着广泛的应用，尤其是在干涉仪中，利用光的干涉原理可以进行精密的测量和实验研究。
一、光的干涉原理光的干涉是基于光的波动性质而产生的。
当两束光波相遇时，它们会发生相干叠加，叠加结果与两束光波的相位差有关。
根据干涉的相位差，可以分为相长干涉和相消干涉两种情况。
1. 相长干涉当两束光波的相位差为整数倍的2π时，它们的振幅会相互增强，形成明纹或亮条纹。
这种干涉称为相长干涉，其典型的例子是杨氏双缝干涉实验。
在杨氏双缝干涉实验中，光源经过狭缝的衍射后，形成两个狭缝发出的光波在远离狭缝后重新相遇，出现干涉现象。
2. 相消干涉当两束光波的相位差为奇数倍的π时，它们的振幅会相互抵消，形成暗纹或暗条纹。
这种干涉称为相消干涉，其典型的例子是等厚干涉实验。
在等厚干涉实验中，平行的两个平板之间夹有介质，光波经过介质后发生相移，产生干涉现象。
二、干涉仪的原理干涉仪是利用光的干涉原理设计制造出来的一种仪器。
它根据不同的测量需求和实验目的，可以设计成各种形式，如光纤干涉仪、迈克尔逊干涉仪、扫描隧道显微镜等。
这里以迈克尔逊干涉仪为例，介绍干涉仪的原理。
迈克尔逊干涉仪由一个光源、半透镜、分束镜、反射镜和干涉屏组成。
光源发出的光线经过半透镜组成平行光，然后射到分束镜上。
分束镜将光线一分为二，分别射向两个反射镜上，反射后再回到分束镜上，通过分束镜合并到干涉屏上。
干涉屏上产生干涉现象，可以通过观察干涉条纹来进行实验研究。
干涉仪利用光的干涉原理可以实现很多测量和实验目的，例如测量介质的折射率、测量物体的精密位移、检测光源的相干度等。
由于干涉仪的精度很高，能够测量微小的光学参数变化，因此在科学研究、仪器制造、工程测量等领域得到了广泛的应用。
三、干涉仪的应用1. 波长测量干涉仪可以通过测量干涉条纹的间距，计算出光的波长。
这在光学实验研究中非常重要，可以用于验证光的波动性质和光学理论。
白光干涉仪的原理及应用
白光干涉仪的原理及应用一、原理介绍白光干涉仪是一种利用光波的干涉现象来测量物体表面形态的仪器。
它利用了光波的相干性原理，通过将光分为两个不同的路径，然后再使它们重新相遇，观察到干涉现象来测量物体的形态。
白光干涉仪的基本原理是利用Michelson干涉仪的工作原理，通过使用一束单色光束和一束白光束进行干涉而得到的干涉条纹，来测量物体的形状、薄膜的厚度等参数。
二、白光干涉仪的基本构成白光干涉仪由以下几个部分组成：1.光源：白光干涉仪一般使用白炽灯、钠灯或氘灯作为光源。
这些光源会发出一种宽光谱的光束，使得可以获得多个不同波长的光，从而形成干涉条纹。
2.分光装置：白光干涉仪通常采用Michelson干涉仪的布局，其中的分光装置用来将光分为两个不同的路径。
常见的分光装置有像乐醇棱镜、分光镜等。
3.干涉装置：干涉装置是指将两束光束再次合并并进行干涉的部分。
常见的干涉装置如Michelson干涉仪中的半反射镜和平板玻璃。
4.接收装置：接收装置用来接收干涉条纹并将其转化成可观察的图像。
常见的接收装置有像鼠、CCD相机等。
三、白光干涉仪的应用白光干涉仪在很多领域中都有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景：1.快速测量物体形状：白光干涉仪可以利用干涉条纹的变化来测量物体的形状。
通过记录干涉条纹的位置和形态，可以得到物体表面的高度信息，从而实现对物体形状的快速测量。
这种应用广泛用于工业领域中的质量控制和产品检测。
2.薄膜厚度测量：白光干涉仪可以通过测量干涉条纹的移动来确定薄膜的厚度。
当一束光经过薄膜后，在干涉条纹上会出现位移。
通过测量出位移的大小，可以计算出薄膜的厚度。
这种方法在光学薄膜制备和表面处理等领域中有广泛的应用。
3.表面质量评估：白光干涉仪可以通过测量物体表面的几何形状来评估表面质量。
利用干涉仪可以测量出物体表面的起伏、平整度等参数，从而得到表面的质量评估结果。
4.生物医学应用：白光干涉仪在生物医学领域中也有广泛的应用。
双频干涉仪原理
双频干涉仪原理引言：在科学研究和工程实践中，测量物体的长度、形状和表面特征是非常重要的。
双频干涉仪作为一种精密测量仪器，被广泛应用于光学、机械、天文学等领域。
本文将介绍双频干涉仪的原理及其应用。
一、双频干涉仪的基本构造和工作原理双频干涉仪由激光器、分束器、参考光路、待测光路和光电探测器等组成。
其工作原理是利用激光的干涉现象，通过比较两个光路的光程差来测量待测物体的长度或形状。
1. 激光器产生相干光：双频干涉仪中使用的激光器可以产生相干光，即具有相同频率和相位的光束。
这种相干光可以在干涉仪的光路中形成干涉。
2. 分束器将光分为参考光和待测光：分束器将激光光束分为两个光路，一个作为参考光路，一个作为待测光路。
这样可以同时测量两个光路的光程差。
3. 参考光路的光程差：参考光路中的光程差是固定的，可以通过调节参考光路的光程来实现。
这样可以作为参照来测量待测光路的光程差。
4. 待测光路的光程差：待测光路中的光程差与待测物体的长度或形状相关。
当待测光路通过物体后，光束会发生干涉，形成干涉条纹。
通过分析干涉条纹的变化，可以计算出待测物体的长度或形状。
5. 光电探测器检测干涉信号：光电探测器将干涉信号转化为电信号，并送入计算机或数据采集系统进行处理和分析。
通过分析干涉条纹的强度和位置变化，可以得到待测物体的相关信息。
二、双频干涉仪的应用双频干涉仪由于其高精度和宽测量范围的特点，被广泛应用于各个领域。
1. 光学测量：双频干涉仪可以用于测量光学元件的表面形状和光学性能。
通过测量光学元件的干涉条纹，可以得到元件的曲率、折射率等参数。
2. 机械测量：双频干涉仪可以用于测量机械零件的长度、直径、平面度等。
通过测量机械零件的干涉条纹，可以实现亚微米级的测量精度。
3. 天文学观测：双频干涉仪可以用于天文学观测中的星际物体测量。
通过测量星际物体的干涉条纹，可以得到其距离、直径等重要参数。
4. 生物医学：双频干涉仪可以用于测量生物组织的形状和表面特征。
干涉仪的原理及应用
干涉仪的原理及应用干涉仪是一种利用干涉现象进行测量的仪器，它的原理是基于光的波动性和相干性。
当两束光在空间中交汇时，它们会发生干涉现象，通过干涉图案的变化可以测量出介质的物理参数。
干涉仪广泛应用于科学研究、工业制造和医疗诊断等方面，下面将详细介绍干涉仪的原理和应用。
一、干涉仪的原理光的波动性和相干性是干涉仪的基础原理之一。
当光线经过介质时，它的传播速度会发生变化，从而引起光的相位变化，这种相位差会导致光的干涉。
干涉仪利用这种干涉现象来测量介质的物理参数。
常见的干涉仪有Michelson干涉仪和Fabry-Perot干涉仪两种。
Michelson干涉仪利用光的反射和透射产生干涉，而Fabry-Perot干涉仪则利用光的多次反射和透射干涉。
Michelson干涉仪由一个光源、半反射镜、振动镜和光屏构成。
光线通过半反射镜被分成两束，一束透射到振动镜上反射回来，另一束直接透射到光屏上。
由于振动镜会不断地反射，使得两束光的光程差不断发生变化，从而产生干涉现象。
通过调节振动镜的位置和角度，可以测量出介质的物理参数，比如物体的长度和折射率等。
Fabry-Perot干涉仪则由两个平行的反射镜组成，光线在两个反射镜之间交替反射和透射，会产生一系列具有相同频率但相位差不同的光波，形成多次干涉。
通过调节反射镜的距离和角度，可以控制光的干涉程度和干涉图案的分布，从而实现测量。
二、干涉仪的应用干涉仪广泛应用于科学研究、工业制造和医疗诊断等领域。
下面分别介绍其具体应用。
（一）科学研究领域干涉仪在科学研究中有很重要的应用，比如光学实验和相干光源的制备等。
通过干涉构造相干光源，可以制备出高品质、高精度的激光器、光纤和光栅等光学元件，这对于量子计算、通信和传感等领域具有重要意义。
此外，干涉仪还可以用于材料表征、全息成像和光学显微镜等方面的研究。
比如，干涉仪可以利用物体表面的反射光和散射光进行场景重构和形变分析，从而实现三维成像和量化分析。
干涉仪的使用教程详解
干涉仪的使用教程详解干涉仪是一种重要的科学研究工具，它能够根据光的干涉现象来进行精密测量。
干涉仪广泛应用于光学、物理、天文等领域，具有优良的测量精度和灵敏度。
本文将详细介绍干涉仪的使用方法和注意事项。
一、基本原理干涉仪的基本原理是利用光的干涉现象进行测量。
光的干涉是指光波的相遇和叠加，分为相长干涉和相消干涉两种情况。
相长干涉时，光波叠加后得到的干涉条纹亮度增强；相消干涉时，叠加后的干涉条纹则呈现暗纹。
通过观察和分析干涉条纹的形态和变化，可以得到待测物体的特性参数。
二、使用步骤1. 设置实验装置：首先将干涉仪放置在稳定的台架上，并垂直于水平方向。
保证光源稳定，并对其进行准直处理，以获得单色、平行光。
2. 调整反射镜：根据干涉仪的类型不同，调整反射镜的位置和角度，确保光线能够正确地通过干涉仪的光程差调节装置。
3. 干涉条纹的观察：将待测物体放置在干涉仪的光程差调节装置上，通过调整该装置的位置或者改变待测物体的位置，观察和记录干涉条纹的形态和变化。
4. 数据处理与分析：根据记录的干涉条纹数据，利用干涉仪的相关公式进行计算和分析，得出待测物体的参数。
三、注意事项1. 实验环境的稳定：干涉仪对实验环境的稳定性要求较高，应确保光源的稳定性、噪声的减小以及实验装置的固定。
2. 防止光源污染：在进行干涉仪实验时，要注意保持光源的洁净，避免灰尘或其他污染物对光的质量和干涉条纹的观察造成干扰。
3. 干涉仪仪器的校准：定期对干涉仪的仪器进行校准，以确保其测量结果的准确性和可靠性。
4. 干涉条纹的观察技巧：观察和记录干涉条纹时，应利用光学仪器和图像处理软件等工具，以提高观察和分析的精度。
四、应用领域1. 光学研究：干涉仪被广泛应用于光学相关的实验研究中，如光学材料的折射率测量、光学组件的表面形貌检测等。
2. 物理实验：干涉仪可用于测量物体的形变、位移等参数，如材料的热膨胀系数、振动的频率和幅度等。
3. 天文观测：干涉仪在天文观测中有着重要的地位，例如进行星际介质的研究、天体形貌的探测等。
激光干涉仪的原理和应用
激光干涉仪的原理和应用1. 引言激光干涉仪是一种利用激光的干涉现象测量物体形状、表面粗糙度等参数的高精度仪器。
本文将介绍激光干涉仪的原理和应用，并深入探讨其工作原理和常见的应用领域。
2. 原理激光干涉仪的原理基于激光的干涉现象。
当两束光波相遇时，若其光程差为整数倍的波长，两束光波会发生干涉。
激光干涉仪利用这个原理，通过测量干涉条纹的位置和形态来进行各种参数的测量。
3. 工作原理激光干涉仪的工作原理可以分为两个步骤：光路干涉和信号处理。
3.1 光路干涉激光干涉仪的光路干涉部分包含分束器、反射镜和待测物体。
激光通过分束器被分为两束光，一束经过反射镜反射后再次汇聚，另一束直接照射到待测物体上。
两束光再次汇聚形成干涉条纹，这些条纹可以用来测量待测物体的形状和表面特性。
3.2 信号处理激光干涉仪的信号处理部分主要包括光电探测器和信号分析处理装置。
光电探测器负责将干涉条纹转换为电信号，信号分析处理装置则对这些电信号进行处理和分析，提取出有用的信息。
4. 应用激光干涉仪具有高精度、非接触、快速测量等特点，在各个领域都有着广泛的应用。
4.1 表面形状测量激光干涉仪可以通过测量干涉条纹的位置和形态来获取物体的表面形状信息。
例如，在机械制造中，可以利用激光干涉仪来检测零件的平整度、平行度等参数；在地质勘探中，可以用激光干涉仪来测量地表起伏、地壳变形等。
4.2 表面粗糙度测量激光干涉仪还可以用于表面粗糙度的测量。
通过测量干涉条纹的密度和间距，可以确定物体表面的粗糙度。
这在材料科学、电子工程等领域都有着重要的应用。
4.3 精密测量激光干涉仪的高精度使得其在精密测量领域有着广泛应用。
例如，在光学制造过程中，可以利用激光干涉仪来测量光学元件的表面形状，保证其质量和精度；在纳米技术中，激光干涉仪可以用于测量微小尺寸的构造。
4.4 光学与激光实验研究在光学与激光实验研究中，激光干涉仪也扮演着重要角色。
利用激光干涉仪，可以研究光的干涉、衍射等现象，对光学原理进行深入理解。
干涉仪测向原理、方法与应用
干涉仪测向原理、方法与应用
干涉仪测向，是一种用于测量振动方向特性的特殊仪器，其原理是通过观察两个或更多具有不同振动方向的振动源之间的振动互相移动的情况，以便确定测量的振动方向的特性。
它是针对特定的测量对象，来测量特定频率的振动方向，可以更准确的说明物体的动态变化情况。
干涉仪的测量方法主要是双源测向（DirectionalMethod），假设有两源的振动，两个振动源的信号应该有差异，比如一个在水平面上振动，另一个在垂直面上振动，双源测向应用两个振动源监测方向特性，以振动信号来检测。
首先把这两个源靠近在一起，然后使用双源测向仪器从两个振动源采集数据，最后计算两个振动源之间的相位差来测量振动方向特性，也可以画出测量振动的方向图。
干涉仪测向可以应用于多个行业，是一种重要的检测测量仪器。
在机械行业，干涉仪测向可以用于检测轴承、齿轮和螺旋轮等零件的转动情况，确定振动方向，进而帮助判断发动机或液压系统等机械系统振动方向特性；在航空航天及防空防御行业，它用于测量发动机振动特性，以确定发动机性能指标的方向变化；在固体冲击行业，干涉仪测向可以用于测量核爆炸、战地炮弹爆炸产生的空气压力波振动方向特性，其结果反映了爆炸着陆的实际效果；在音乐音响领域，双源测向测量扩声器在特定空间中的声音方向特性；还有在电力行业，干涉仪测向用于检测电力变压器线圈变压情况，确定变压器是否存在振动，从而确保电力系统的安全。
干涉仪测向是一种能够测量振动方向特性的特殊仪器，可以根据双源测向方法来进行测量，它的原理主要是通过观察两个振动源之间的振动情况来判断振动方向特性，有着广泛的应用范围，对各行各业多个行业有重要意义与价值。
光的干涉和衍射的应用干涉仪和光纤通信的原理
光的干涉和衍射的应用干涉仪和光纤通信的原理光的干涉和衍射的应用——干涉仪和光纤通信的原理光的干涉和衍射是光学中的重要现象，具有广泛的应用。
本文将介绍干涉仪和光纤通信的原理，并探讨它们在现代科技中的应用。
一、干涉仪的原理和应用干涉仪利用光的干涉现象，通过光程差的调节来形成干涉条纹。
常见的干涉仪有迈克尔逊干涉仪和杨氏双缝干涉仪。
迈克尔逊干涉仪由光源、分束器、反射镜和接收器组成。
光源发出的光被分束器分成两束，分别经过两个路径与反射镜发生反射后再次汇聚到接收器上。
在反射镜上产生的光程差会影响到干涉条纹的形成和位置。
迈克尔逊干涉仪可以用于测量长度、折射率、介电常数等物理量。
杨氏双缝干涉仪由一条狭缝和两个相距一定距离的细缝组成。
光通过狭缝时发生衍射，形成衍射光的干涉。
干涉条纹的间距和位置与光的波长和双缝间距有关。
杨氏双缝干涉仪广泛应用于物质表面的形貌测量、精密加工等领域。
二、光纤通信的原理和应用光纤通信是一种利用光信号传输数据的通信技术。
它基于光的衍射和干涉现象以及光纤的传输特性。
光纤通信的原理是利用光在光纤中的传输特性。
光信号经过编码后由光源发出，并经过调制器调制成特定的光信号。
这些信号经过传输光纤时发生衍射和干涉，最后到达接收器。
接收器将光信号解码并转化为电信号，再经过传输介质传输至目标终端。
光纤通信具有多种应用。
首先，它具有高带宽和低损耗的特性，使得大容量的信息可以通过光纤进行高速传输。
其次，光纤通信可以实现远距离传输和长时间稳定性，广泛应用于长途通信、海底通信等领域。
此外，光纤通信还可以用于数据中心、电视传输、医疗设备等领域，为人们提供了高速、稳定的信息传输方式。
总结起来，光的干涉和衍射现象在干涉仪和光纤通信中得到了应用。
干涉仪通过光的干涉现象实现对物理量的测量；而光纤通信则利用光的衍射和干涉现象以及光纤的传输特性实现高速、稳定的信息传输。
这两个领域的技术应用为现代科技的发展做出了重要贡献，并在各个领域都有着广泛的应用前景。
双频激光干涉仪的原理与应用
双频激光干涉仪的应用研究
1、物理学领域中的应用
在物理学领域中，双频激光干涉仪被广泛应用于长度测量、光学腔衰荡、光 学陷阱等方面。例如，通过测量两个反射镜之间的距离，可以得出光学腔的长度， 进而研究光学腔的衰荡现象。另外，双频激光干涉仪还可以用于测量微小的距离 变化，如光学陷阱中的原子或分子位置的变化。
一、双频激光干涉仪的原理
双频激光干涉仪利用激光干涉和衍射现象来测量长度和角度。它包含两个振 荡频率不同的激光束，经过叠加后产生干涉图案。干涉图案的周期和相位差与被 测长度和角度有关。通过测量干涉图案的变化，可以推导出被测长度和角度的值。
双频激光干涉仪的原理框图如图1所示。激光器发出两束频率不同的激光， 经过分束器后分别形成参考光束和测量光束。这两束光在干涉仪内部进行叠加， 产生干涉现象。干涉仪的高精度光学系统能够将干涉图案聚焦成清晰的图像，并 由探测器进行接收。
4、土木工程领域中的应用
在土木工程领域中，双频激光干涉仪被广泛应用于测量建筑物、桥梁和隧道 等结构的变形和振动。通过测量建筑物或桥梁的振动频率和振幅，可以得出结构 的固有频率和阻尼比等重要参数。此外，双频激光干涉仪还可以用于测量地壳的 微震和地震等自然灾害的参数。
双频激光干涉仪的实验研究
1、双频激光干涉仪的基本原理
实验结果表明，双频激光干涉仪具有高精度、高稳定性和快速响应等特点。 通过改变双频激光束的频率差，可以扩大干涉仪的测量范围。另外，通过将双频 激光干涉仪与其他仪器结合使用，可以扩展其应用范围，例如将双频激光干涉仪 与扫描显微镜结合使用，可以得出微观结构的高精度三维形貌。
结论尽管双频激光干涉仪已经得到了广泛的应用，但是其仍有需要进一步研 究和改进的地方。例如，如何提高双频激光束的相干性、如何降低外界因素对实 验结果的影响以及如何实现实时在线测量等问题需要后续进行深入探讨。总的来 说，双频激光干涉仪在科学和技术上的应用前景非常广阔，未来研究将会有更多 的成果涌现，为人类认识世界和解决问题提供更多的工具和方法。
什么是光的干涉仪和迈克尔逊干涉仪
什么是光的干涉仪和迈克尔逊干涉仪？光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生干涉图样的现象。
干涉仪是一种利用光的干涉原理来测量光波的相位差、波长和折射率等参数的光学仪器。
迈克尔逊干涉仪是一种常见的干涉仪，下面我将详细介绍光的干涉仪和迈克尔逊干涉仪的原理和应用。
1. 光的干涉仪的原理：光的干涉仪基于光的干涉现象，通过将光波分为两束或多束，然后使它们相互叠加，形成干涉图样。
干涉图样的特点取决于光波的相位差、波长和光学路径等参数。
常见的光的干涉仪包括：迈克尔逊干涉仪、傅立叶变换干涉仪、薄膜干涉仪等。
它们的原理基于光波的干涉原理和特定的光学元件或结构。
2. 迈克尔逊干涉仪的原理：迈克尔逊干涉仪是一种基于半反射镜和反射镜的光学干涉仪。
它由一个光源、一个半反射镜、两个反射镜和一个干涉图样接收器组成。
迈克尔逊干涉仪的原理是通过将光波分为两束，一束直接反射，另一束经过半反射镜反射后再反射。
这两束光波在干涉图样接收器处相互叠加，形成干涉图样。
通过调整反射镜的位置或角度，可以改变两束光波之间的相位差，从而改变干涉图样的形状和位置。
通过分析干涉图样的变化，可以测量光波的相位差、波长和折射率等参数。
3. 光的干涉仪和迈克尔逊干涉仪的应用：-光的干涉仪广泛应用于光学测量和精密测量中。
例如，通过测量干涉图样的移动或形变，可以测量物体的长度、形状和表面的粗糙度等参数。
-迈克尔逊干涉仪在干涉测量中具有重要的应用。
例如，在激光干涉测量中，迈克尔逊干涉仪可以用于测量物体的位移、形变和振动等参数。
-光的干涉仪还被广泛应用于光学显微镜、激光干涉成像、光纤传感和干涉光谱等领域。
通过利用干涉仪的原理，可以实现高分辨率、高灵敏度和高精度的光学测量和成像。
总之，光的干涉仪是利用光的干涉原理来测量光波的相位差、波长和折射率等参数的光学仪器。
迈克尔逊干涉仪是一种常见的干涉仪，通过半反射镜和反射镜来实现光波的分割和干涉。
深入了解光的干涉仪和迈克尔逊干涉仪的原理和应用，有助于优化光学测量和成像技术，推动光学技术的研究和应用。
干涉仪原理和使用
第一章：为何使用干涉仪做检测1-1干涉度量学第一章为什么要使用干涉仪检测首先我们要先了解，什么是干涉度量学？所谓干涉度量学是指利用光干涉的效应来量测特定物理量的方法, 也就是说藉由观察干涉条纹的变化, 来量测出待测物的特征1-2何谓干涉仪干涉仪是什么? 一般来说, 只要是利用光干涉的原理来量测的仪器便可以称为干涉仪, 但是干涉仪的种类众多且多变化, 因此本课程中将针对最为外界常用之种类作介绍1-3干涉仪之优缺点干涉仪的优点及缺点第一高精度以光学组件来说, 因为组件的微小变化均会严重改变原有的光学质量，因此必须要有非常精确的量测仪器, 干涉仪具有精度非常高的优点, 最高可达1/100的波长甚至到1/1000的波长, 波长是指干涉仪中使用光源的波长值.举例来说：一般干涉仪的波长为632.8( nm ),而632.8的百分之一约为6个(nm) , 目前的奈米科技是在这个尺度, 甚至有些更好的干涉仪可以到0.6个(nm ),从此可以看出干涉仪的精度有多好了第二章：非球面玻璃模造的原理第二. 非接触式量测另一种量测用的轮廓仪是使用接触式的量测方式, 即使目前已可以微调接触的力量, 但对于表面较脆弱的被量测物是否真的完全不会造成损害则仍无法确定.而当用干涉仪量测时, 是把光照射到被量测的物体上, 所以干涉仪上的探针也就是光, 并不会对物体表面照成任何伤害第三使用探针来量测时无法一次量测所有的面积, 而可能必需分很多扫瞄线去量测, 相对来说, 干涉仪的量测速度就非常快了, 可能几秒钟就量完了, 而不需要等待几个小时的时间.第四则是干涉仪的缺点, 一个操作员在会使用干涉仪却不太清楚干涉仪的使用限制、条件及原理的时候, 可能会量测到不是他所要的东西, 而且, 因为干涉仪是用光线量测, 在调整上也会花费多的时间, 可能量测结果只要花几秒钟, 但事前的调整却要花费几十分钟甚至数个小时.第二章：干涉仪工作原理2-1光干涉2-1.1为何光有干涉现象干涉仪工作原理我们是用干涉仪量测, 所以先要了解什么是光干涉? 为什么光有干涉现象?光的干涉现象有二个原因, 第一光像是波一样, 具有波的特性, 我们在丢一块小石子在池塘中, 就会看到很多涟漪向外扩散传播, 这就是波, 而光就可以用波来描述. 第二波的迭加原理, 我们之所以能够看到干涉条纹的明暗变化, 就是因为迭加原理所造成的,这是二个造成光干涉现象的基本条件除此之外, 偏振光的特性, 是否同相位的特性也是造成光干涉现象的条件.2-1-2由迭加原理说明干涉现象由迭加原理说明干涉现象：1. 破坏性干涉如上图所示, 假设蓝色波的最高值与红色波的最低值在同一位置时, 其相加数值为0, 所以当蓝色及红色二个波一起出现的时候, 迭加起来就会变成中间的黑线, 因为光具有波的特性, 所以如果2个波长彼此正好相差一半的波长时, 也就是相位差π时, 画面就会呈现全亮或全暗而完全看不到条纹, 以上图来看因为蓝色波的最高点到红色波的最高点距离相差π, 此时我们就称做破坏性干涉2. 建设性干涉如下图所示,假设蓝色波与红色波的最高值在同一位置时,其相加数值就是2,当蓝色波与红色波完全重迭在一起时, 迭加起来就会变成较高的黑线, 当我们肉眼看到时, 黑线的最高点就会变亮, 最低点则较暗, 而会有明暗的线条变化, 我们就称做建设性干涉当蓝色波与红色波的相加数值为0～2以内时, 波长会较为平缓, 就会产生灰阶的渐层条纹变化了.2-1-3干涉条纹之定量描述对建设性干涉而言, 2个波的差异需满足公式: opt ical path(n*d)=mλ optical path是光程差, 光程差是指2个波的差异,当2道光从A点跑到B点时, 距离为d及d', 因此有一道波跑了nd, 另一道波跑了nd' 那么2道光的差异为n(d'-d), 也可以变成nd2'.如果nd2'为波长λ的整数倍时, 就会有明暗的条纹变化, 也就是建设性干涉而相反的当nd2'刚好为二分之一波长的技术倍时便产生破坏性干涉条纹，公式为:optical path(n*d)=mλ/22-1-4双光束干涉之数学描述双光束干涉之数学描述：假设2道光做干涉，这两到光的光强度分别为I1,I2，那么当这两道光产生干涉时便符合上述的公式.其中:I1+I2为干涉条纹的DC项,根号(I1I2)为干涉条纹的振幅大小，最后Cos(Delta)为相位项,其中Delta扁是前面所提到的光程差.所以当光程差变化时，可以知道干涉条纹也会随着变化2-2如何判断干涉条纹2-2-1干涉条纹种类那么我们如何判断干涉条纹?因为我们不是随时随地都可以方便的使用干涉仪并藉由计算机来分析, 所以我们必须用肉眼来判断, 这也是最快最方便的方式.干涉条纹的种类有2种:第一个是等厚度干涉条纹, 在等厚度干涉条纹中明暗的条纹会呈现等间隔的情形, 而且每个相邻的条纹代表相同的厚度间隔.假设横线为标准面, 斜线为一个斜率固定的待测面, 当光线打过来的时候会产生折射现象, 我们在第一个射入点做一条与标准面平行的虚线, 在待测面会有光a反射回去, 在标准面时也会有光b反射回去从图可以看出光线a及b所通过的路径是不同的，而当光程差恰为波长的整数倍时，就可以看到相同间隔的干涉条纹第二个是等倾度干涉条纹, 是由相同角度的光线所形成的干涉条纹, P1这一点有一个干涉条纹, 它的来源是由4条实线所造成的, 而这4条实线对这个物体表面来说, 则是同一个角度的光所造成的, 因为物体为圆形, 所以会造成对称的效果.而4条虚线则是由另一个角度的光所造成的, 并进而产生P2点的一个干涉条纹.因此由同样角度光线形成的干涉条纹我们就称为等倾度干涉条纹,不过在实际的应用上, 等厚度干涉条纹与等倾度干涉条纹是可能同时出现的.2-2-2-1 干涉条纹判断应用实例一干涉条纹判断应用实例：应用一:表面平整性-如果我们想从干涉图了解物体表面的平整性好不好, 可以在干涉图上画一个以中心为准的十字线, 数数看从中心点起, 在X方向上的条纹数及Y方向上的条纹数量有几个,这个量在光学工厂中是最常使用的, 当我们要求师父磨一个镜片时, 就可以告知我们对表面平整性的需求, 在X方向与Y方向上的误差范围容忍度是多少.从图上来看, X方向上有1个条纹, Y方向上则有3个条纹, 也就是说, 这个待测的组件, 在X方向与Y方向上的变化程度不一样, 这个变化程度就定义为表面平整性Surface irregularity同时差异量最大的地方我们定义为: POWER, 也就是Y方向的3, 而irregularity是看X方向与Y方向上的差异量, 也就是2, 所以从上图的干涉条纹我们可以知道待测物的Power为3、irregularity 为2 那到底什么是POWER, 什么是irregularity ?假设我们看的组件是眼镜的镜片, 从侧面看, 当有光打过来时镜片会聚焦, 不同的弯曲量聚焦的程度就会不一样, 我们称为放大率, , 而面的弯曲程度就定义为POWER. 而在镜片上的X方向与Y方向的弯曲程度会可能不同, 也就是说POWER不一样, 我们就称为Surface irregularity, 现在我们已经知道这个干涉图条纹的表示为3/2, 那么这个数字是代表多少? 他的单位就是波长, 一般的雷射为632.8( )波长, 3/2 的3是指3个波长, 2是指2个波长, 在光学组件的计算之中通常是以波长来表示的.2-2-2-2 干涉条纹判断应用实例一在前面提到在干涉仪量测中多用波长作为单位所以我们还要注意到使用的干涉仪波长是多少假设同一镜片, 由A厂商使用λ=500的干涉仪, 判读数据为3/2, B厂商使用λ=600的干涉仪, 判读数据也是3/2,那么使用500λ干涉仪的A厂商所判读的数据必定是较好的, 因为波长愈短的, 转换为数据时也会相对较小, 所以除了判读干涉图的数据之外, 还要注意干涉所使用的波长是否和要求相符才能得到最正确的结果.2-2-2-3 干涉条纹判断应用实例一接下来的例子, 我们要看的一样是POWER和irregularity我们可以从图A来判读POWER和irregularity 是多少?加上十字坐标之后, X方向上有2.5个条纹, Y方向上则有1.5个条纹, 所以这个镜片的最大弯曲量是2.5, X与Y的差距量是1, 但是这个干涉图的结果却不是 2.5/1当X方向与Y方向待测面的弯曲方向相同时, irregularity为2者相减, 但X方向与Y方向待测面的弯曲方向不同时, irregularity则为两者相加.当X方向与Y方向待测面的弯曲方向相同时, POWER取最大值, 但X方向与Y方向待测面的弯曲方向不同时,POWER相减.所以从这个图来判读的irregularity为1.5+2.5=4, X方向与Y方向可以视为同一个面, 所以POWER是2.5-1.5=1, 因此, 我们必须先知道所量测的是什么物体, 否则所求得的数据也有可能是错误的.2-2-2-4 干涉条纹判断应用实例一接下来我们来看看几种常见的干涉条纹：我们要注意的一件事是, 在这些图中的干涉条纹都是由待测物和一个标准平面比较所造成的, 一旦比较条纹变了, 所造成的条纹也会全部改变, 而且相对应的状况也会完全不同.左侧Without tilt为: 当没有倾斜效应进来的时候, 不同的待测面所产生的条纹变化右侧With tilt则是: 当倾斜效应进来的时候, 不同的待测面所产生的条纹变化当待测面为为平面时1或是2, Without tilt 会看不到条纹当待测面为弯曲面3时, Without tilt 会呈现边缘较密, 间距不等的同心圆条纹当待测面是球面4时, Without tilt 则会呈现间距较为相等的同心圆条纹假设标准面为平面, 3的待测物形状可能为双曲线或椭球, 所以厚度变化较为剧烈, 4的待测物则可能为球面或接近球面的形状,所以在做干涉仪量测, 想判断干涉条纹的形状时, 必须先了解待测物体的形状, 或者是由干涉条纹的形状, 来判断待测物体2-2-2-5 干涉条纹判断应用实例二因为干涉条纹会随着参考面的不同而不同, 所以当我想知道待测面的形状时, 就必须先知道标准面的形状是什么?现在我们以同一形状的待测物-凸透镜为例当待测物为一个球面, 而参考面为一标准平面时,其干涉条纹可能为一同心圆分布, 但若参考面改为标准曲率之球面时,其干涉条纹则可能成为直线分布,发生同一待侧面却有不同干涉条纹分布的原因, 在于干涉条纹所看到的是待侧面与参考面之间的差异,因此, 如果要判断哪一个干涉条纹的待测物是球面, 就必须先了解, 量测时所参考的参考是什么?才能正确藉由干涉条纹判断出待测之面形.第三章：干涉仪种类3-1 Newton Interferometer干涉仪的种类非常的多, 在这里所介绍的是五种最常见的干涉仪.第1个是Newton Interferometer牛顿干涉仪左边的Quasimonochromatic point source是一个几近单波长的点光源, Quasimonochromatic 为单波长的意思, point source是点光源.点光源经过透镜变成平行光后, 打到下方椭圆形待测物上, 这个待测物可能为透镜之类的物体, 待测物下方的平面Optical flat 则是参考面, 通常做为参考面的平整度, 也就是Surface irregularity, 必须要1/10λ以上, 分母愈大就表示其平整度愈3-2 Michelson Interferometer第2个是麦克森干涉仪Michelson Interferometer.当麦克森干涉仪和牛顿干涉仪做比较时, 会发现它并不是一个点光源, 光源有些散开, 光线在经过第一块镜片之后透过中间的分光镜O, 使得一部份的光反射到反射镜M2再反射回分光镜O, 而一部份的光则穿透补偿片C, 到达反射镜M1之后才反射回分光镜O合成同一道光, 并且将结果打到D(Detector)上, 因此我们就可以在Detector上看到一圈一圈的条纹, 也就是干涉图A了. 所以麦克森干涉仪通常用来量测距离的变化当我们要量测距离时, 只要先量测出原来的干涉条纹A之后, 再将反射镜M2往后移, 量测出干涉条纹B, 然后就可以从条纹A~B的变化算出距离3-3 Fizeau Interferometer (一)第3个是斐洛干涉仪Fizeau Interferometer是目前一般最常见的干涉仪, 也是架构最简单, 量测最方便的一种.左上方的laser becm 雷射光源, 雷射光源是非常好的单波长光源, 经过中间的几道程序之后, 在经过Reference flat 参考面时, 部份光被反射, 部份光则穿透至flat under fest待测面上后再反射回去, 因此我们看到的结果是参考面与待测面的差异, 当参考面不同时, 所测出的待测面条纹也会不同.这种干涉仪的缺点是: 容易受风向、震动、与空气变化等的外力影响, 必须放在密闭室内的防震桌上, 才能清楚看到干涉条纹, 所以又称为非共路径干涉仪.3-3 Fizeau Interferometer (二)Fizeau Interferometer这2种是由2家有名的仪器公司制造的斐洛干涉仪左图是ZYGO公司所制造的斐洛干涉仪,而右图则是VEECO公司的斐洛干涉仪,一般光学公司在采购较好的干涉仪设备时, 通常是以这2家公司的仪器为采购标准.3-4 Mach-Zehnder Interferometer第4个是Mach-Zehnder 干涉仪左下方的光源Extended source, 为一与麦克森干涉仪相似的扩展光源, 光源经过第一个Beam-splitter之后分为二道, 各别经过一片Mirror反射镜, 再经过第二个Beam-splitter合成一道光之后, 将结果打到Detector上.因为中间分为二道光源的关系, 在空间及距离上可以做较大的调整, 所以比较适合量测体积大或穿透性大的物体, 例如: 我们可以用来量测大面积的玻璃.将待测物放在路径上的第一个Beam-splitter与Mirror反射镜之间, 我们就可以看到路径A、路径B与待测物之间的差异.这也是一个非共路径干涉仪, 它的缺点是: 容易受空气变化等的外力影响,优点是: 可以量测体积或面积较大的物体.3-6 Twyman-Green Interferometer第5个是Twyman-Green 干涉仪Twyman-Green 干涉仪和麦克森干涉仪很相似.当一道光源进来, 经过BEAM EXPANDER将光源变得比较大束后, 经由中间的BEAMSPLITTER 分为二道光, 反射回来之后再回到侦测器,上每种干涉仪都有各自不同的应用范围、方向和限制.第四章：实际检测方法4-1可应用范围干涉仪可以应用的范围:1. 是表面的形状2. 是曲率测试3. 是表面平整度或表粗糙度4. 可以量测玻璃二侧的面是否够平整5. 角度测试, 有些光学组件是有角度的, 可藉此量测其准度6. 应力测试, 例如眼镜或相机镜头, 当必须以其它对象夹住玻璃时, 可以测试该玻璃的变形量.4-2 干涉仪应用于液晶投影机组件检验那么干涉仪到底应用在那些液晶投影机组件的检验:例如: X-cube是液晶投影机中把RGB三个色光合在一起的重要组件, 我们有几种检测它的方式:第1 是量测表面平整性:我们使用的是WYKO 6000的斐洛干涉仪, 仪器的前面标准参考面, 光源由参考面打到待测物的第一个面时会反射, 我们看到的是它的差异度, 也因此可以量测出待测面的表面平整度.并由计算机直接判读出正确的数据结果.如果我们拿一张不透光的白纸遮住其中一边的光, 那么被遮住的部份就不会再有光从下方出现, 而只显示出一部份的反射条纹.第2 是量测内反射面的平整度:光源由参考面打到待测物的第一个面时会反射,但是也可以打进待测物里面, 经由反射的过程再反射回参考面,也就是就, 使用同一个架构可以量测到物体的二面, 那么要知道我们量测的到底是哪一个面? 如果我们拿一张不透光的白纸遮住其中一边的光, 那么被遮住的部份就不会再有光从下方出现, 但会显示出没被遮住的部份反射条纹, 那么所测得的就是表面平整度. 而内反射的光源是由上方打入待测物中, 再经由反射从下方出来, 所以如果我们拿一张不透光的白纸遮住上方的光, 那么就不会再有光从下方出现, 这样就能得知目前所量测的是内反射面平整度了.第3 是量测内反射面的角度误差:这是X-cube的侧面图, 理论上都会尽量要求达到接近90度, 所以我们也可以用干涉仪来量测内反射面的角度误差第4 量测穿透波面的平整度:光在投影机中必须是穿透的, 如果X-cube有一些瑕疵的话, 显示出来的影像就会不漂亮, 所以就必须量测其穿透波的平整度.当光源从上方打出来, 透过待测物打到标准反射镜片时, 再反射回去, 如果待测物的放置位置是平整的, 那么每一道光都会循原来的途径反射回去, 可能会分不清楚到底是哪一个面所产生的干涉条纹. 这时可以调整待测物平台的倾斜度, 使部份光不会进到干涉仪中, 那么就可以很清楚的看到干涉条纹了.Aperture:In television optics, it is the effective diameter of the lens that controls the amount of light reaching the photoconductive or photo emitting image pickup sensorANSI Lumens:ANSI stands for American National Standards Institute. It is a standard for measuring light output. Different lamps play a role on light output. Halogen lamps appear dimmer than another metal-halide, even if the two units have the same ANSI lumen rating. T ype of LCDtechnology (active matrix TFT, Poly-Si, passive), type of overall technology (LCD vs. DLP vs. CRT), contrast ratios, among other factors can also affect the end result.ASAP原名为Advanced System Analysis Program，为美国BRO (Breault Research Organization) 公司研发的一套专业光学仿真软件，它可以帮助使用者仿真真实之光学系统，以达到最实际之光学分析结果Dichroic:A mirror or lens that reflects or refracts selective wavelengths of light. Typically used in projector light engines to separate the lamps "white" light into red, green, and blue lightDigital Light Processing (DLP):The commercial name for this technology from T exas Instruments (TI):F-number (f/#)f/# is the ratio of the effictive focal length of an optical system to its clear aperture. For example, a 50mm effictive focal length lens system with a clear aperture of 25mm is f/2.Focal Length (FL)Regarding optical elements and systems: effective focal length (EFL) - Distance from the principle plane to the focal point; front focal length (FFL) - Distance from the vertex of the first lens to the front (left) focal point; back focal length (BFL) - Distance from the vertex of the last lens to the back (right) focal point.LCD:LCD stands for liquid crystal display and comes in many forms, sizes, and resolutions. Its primary purpose is to present a digital image for viewing. A common use of LCDs is as a display on a notebook computerPanel:Also known as a projection panel, LCD projection panel, or plate. The panel is the predecessor of today's projectorsProjector:A projector is a device that integrates a light source, optics system, electronics and display(s) for the purpose of projecting an image from a computer or video device onto a wall or screen for large image viewing.TFT:Thin Film TransistorZoom Lens:A lens with a variable focal length providing the ability to adjust the size of the image on a screen by adjusting the zoom lens, instead of having to move the projector closer or further. ZEMAX：是一套综合性的光学设计软件。
干涉仪原理与使用
干涉仪原理与使用第一章：為何使用干涉儀做檢測1-1干涉度量學第一章為什麼要使用干涉儀檢測首先我們要先了解，什麼是干涉度量學？所謂干涉度量學是指利用光干涉的效應來量測特定物理量的方法, 也就是說藉由觀察干涉條紋的變化, 來量測出待測物的特徵1-2何謂干涉儀干涉儀是什麼? 一般來說, 只要是利用光干涉的原理來量測的儀器便可以稱為干涉儀, 但是干涉儀的種類眾多且多變化, 因此本課程中將針對最為外界常用之種類作介紹1-3干涉儀之優缺點干涉儀的優點及缺點第一高精度以光學元件來說, 因為元件的微小變化均會嚴重改變原有的光學品質，因此必須要有非常精確的量測儀器, 干涉儀具有精度非常高的優點, 最高可達1/100的波長甚至到1/1000的波長, 波長是指干涉儀中使用光源的波長值.舉例來說：一般干涉儀的波長為632.8( nm ),而632.8的百分之一約為6個(nm) , 目前的奈米科技是在這個尺度, 甚至有些更好的干涉儀可以到0.6個(nm ),從此可以看出干涉儀的精度有多好了第二章：非球面玻璃模造的原理第二. 非接觸式量測另一種量測用的輪廓儀是使用接觸式的量測方式, 即使目前已可以微調接觸的力量, 但對於表面較脆弱的被量測物是否真的完全不會造成損害則仍無法確定.而當用干涉儀量測時, 是把光照射到被量測的物體上, 所以干涉儀上的探針也就是光, 並不會對物體表面照成任何傷害第三使用探針來量測時無法一次量測所有的面積, 而可能必需分很多掃瞄線去量測, 相對來說, 干涉儀的量測速度就非常快了, 可能幾秒鐘就量完了, 而不需要等待幾個小時的時間.第四則是干涉儀的缺點, 一個操作員在會使用干涉儀卻不太清楚干涉儀的使用限制、條件及原理的時候, 可能會量測到不是他所要的東西, 而且, 因為干涉儀是用光線量測, 在調整上也會花費多的時間, 可能量測結果只要花幾秒鐘, 但事前的調整卻要花費幾十分鐘甚至數個小時.第二章：干涉儀工作原理2-1光干涉2-1.1為何光有干涉現象干涉儀工作原理我們是用干涉儀量測, 所以先要了解什麼是光干涉? 為什麼光有干涉現象?光的干涉現象有二個原因, 第一光像是波一樣, 具有波的特性, 我們在丟一塊小石子在池塘中, 就會看到很多漣漪向外擴散傳播, 這就是波, 而光就可以用波來描述. 第二波的疊加原理, 我們之所以能夠看到干涉條紋的明暗變化, 就是因為疊加原理所造成的,這是二個造成光干涉現象的基本條件除此之外, 偏振光的特性, 是否同相位的特性也是造成光干涉現象的條件.2-1-2由疊加原理說明干涉現象由疊加原理說明干涉現象：1. 破壞性干涉如上圖所示, 假設藍色波的最高值與紅色波的最低值在同一位置時, 其相加數值為0, 所以當藍色及紅色二個波一起出現的時候, 疊加起來就會變成中間的黑線, 因為光具有波的特性, 所以如果2個波長彼此正好相差一半的波長時, 也就是相位差π時, 畫面就會呈現全亮或全暗而完全看不到條紋, 以上圖來看因為藍色波的最高點到紅色波的最高點距離相差π, 此時我們就稱做破壞性干涉2. 建設性干涉如下圖所示,假設藍色波與紅色波的最高值在同一位置時,其相加數值就是2,當藍色波與紅色波完全重疊在一起時, 疊加起來就會變成較高的黑線, 當我們肉眼看到時, 黑線的最高點就會變亮, 最低點則較暗, 而會有明暗的線條變化, 我們就稱做建設性干涉當藍色波與紅色波的相加數值為0～2以內時, 波長會較為平緩, 就會產生灰階的漸層條紋變化了.2-1-3干涉條紋之定量描述對建設性干涉而言, 2個波的差異需滿足公式: optical path(n*d)=mλ optical path是光程差, 光程差是指2個波的差異,當2道光從A點跑到B點時, 距離為d及d’, 因此有一道波跑了nd, 另一道波跑了nd’ 那麼2道光的差異為n(d’-d), 也可以變成nd2’.如果nd2’為波長λ的整數倍時, 就會有明暗的條紋變化, 也就是建設性干涉而相反的當nd2’剛好為二分之一波長的技術倍時便產生破壞性干涉條紋，公式為:optical path(n*d)=mλ/22-1-4雙光束干涉之數學描述雙光束干涉之數學描述：假設2道光做干涉，這兩到光的光強度分別為I1,I2，那麼當這兩道光產生干涉時便符合上述的公式.其中:I1+I2為干涉條紋的DC項,根號(I1I2)為干涉條紋的振幅大小，最後Cos(Delta)為相位項,其中Delta扁是前面所提到的光程差.所以當光程差變化時，可以知道干涉條紋也會隨著變化2-2如何判斷干涉條紋2-2-1干涉條紋種類那麼我們如何判斷干涉條紋?因為我們不是隨時隨地都可以方便的使用干涉儀並藉由電腦來分析, 所以我們必須用肉眼來判斷, 這也是最快最方便的方式.干涉條紋的種類有2種:第一個是等厚度干涉條紋, 在等厚度干涉條紋中明暗的條紋會呈現等間隔的情形, 而且每個相鄰的條紋代表相同的厚度間隔.假設橫線為標準面, 斜線為一個斜率固定的待測面, 當光線打過來的時候會產生折射現象, 我們在第一個射入點做一條與標準面平行的虛線, 在待測面會有光a反射回去, 在標準面時也會有光b反射回去從圖可以看出光線a及b所通過的路徑是不同的，而當光程差恰為波長的整數倍時，就可以看到相同間隔的干涉條紋第二個是等傾度干涉條紋, 是由相同角度的光線所形成的干涉條紋, P1這一點有一個干涉條紋, 它的來源是由4條實線所造成的, 而這4條實線對這個物體表面來說, 則是同一個角度的光所造成的, 因為物體為圓形, 所以會造成對稱的效果.而4條虛線則是由另一個角度的光所造成的, 並進而產生P2點的一個干涉條紋.因此由同樣角度光線形成的干涉條紋我們就稱為等傾度干涉條紋,不過在實際的應用上, 等厚度干涉條紋與等傾度干涉條紋是可能同時出現的.2-2-2-1 干涉條紋判斷應用實例一干涉條紋判斷應用實例：應用一:表面平整性-如果我們想從干涉圖了解物體表面的平整性好不好, 可以在干涉圖上畫一個以中心為準的十字線, 數數看從中心點起, 在X方向上的條紋數及Y方向上的條紋數量有幾個,這個量在光學工廠中是最常使用的, 當我們要求師父磨一個鏡片時, 就可以告知我們對表面平整性的需求, 在X方向與Y方向上的誤差範圍容忍度是多少.從圖上來看, X方向上有1個條紋, Y方向上則有3個條紋, 也就是說, 這個待測的元件, 在X方向與Y方向上的變化程度不一樣, 這個變化程度就定義為表面平整性Surface irregularity同時差異量最大的地方我們定義為: POWER, 也就是Y方向的3, 而irregularity是看X方向與Y方向上的差異量, 也就是2, 所以從上圖的干涉條紋我們可以知道待測物的Power為3、irregularity 為 2 那到底什麼是POWER, 什麼是irregularity ?假設我們看的元件是眼鏡的鏡片, 從側面看, 當有光打過來時鏡片會聚焦, 不同的彎曲量聚焦的程度就會不一樣, 我們稱為放大率, , 而面的彎曲程度就定義為POWER. 而在鏡片上的X方向與Y方向的彎曲程度會可能不同, 也就是說POWER不一樣, 我們就稱為Surface irregularity, 現在我們已經知道這個干涉圖條紋的表示為3/2, 那麼這個數字是代表多少? 他的單位就是波長, 一般的雷射為632.8( )波長, 3/2 的3是指3個波長, 2是指2個波長, 在光學元件的計算之中通常是以波長來表示的.2-2-2-2 干涉條紋判斷應用實例一在前面提到在干涉儀量測中多用波長作為單位所以我們還要注意到使用的干涉儀波長是多少假設同一鏡片, 由A廠商使用λ=500的干涉儀, 判讀數據為3/2, B廠商使用λ=600的干涉儀, 判讀數據也是3/2,那麼使用500λ干涉儀的A廠商所判讀的數據必定是較好的, 因為波長愈短的, 轉換為數據時也會相對較小, 所以除了判讀干涉圖的數據之外, 還要注意干涉所使用的波長是否和要求相符才能得到最正確的結果.2-2-2-3 干涉條紋判斷應用實例一接下來的例子, 我們要看的一樣是POWER和irregularity 我們可以從圖A來判讀POWER和irregularity 是多少? 加上十字座標之後, X方向上有2.5個條紋, Y方向上則有1.5個條紋, 所以這個鏡片的最大彎曲量是2.5, X與Y的差距量是1, 但是這個干涉圖的結果卻不是 2.5/1當X方向與Y方向待測面的彎曲方向相同時, irregularity 為2者相減, 但X方向與Y方向待測面的彎曲方向不同時, irregularity則為兩者相加.當X方向與Y方向待測面的彎曲方向相同時, POWER取最大值, 但X方向與Y方向待測面的彎曲方向不同時,POWER相減.所以從這個圖來判讀的irregularity為1.5+2.5=4, X方向與Y方向可以視為同一個面, 所以POWER是2.5-1.5=1, 因此,我們必須先知道所量測的是什麼物體, 否則所求得的數據也有可能是錯誤的.2-2-2-4 干涉條紋判斷應用實例一接下來我們來看看幾種常見的干涉條紋：我們要注意的一件事是, 在這些圖中的干涉條紋都是由待測物和一個標準平面比較所造成的, 一旦比較條紋變了, 所造成的條紋也會全部改變, 而且相對應的狀況也會完全不同. 左側Without tilt為: 當沒有傾斜效應進來的時候, 不同的待測面所產生的條紋變化右側With tilt則是: 當傾斜效應進來的時候, 不同的待測面所產生的條紋變化當待測面為為平面時1或是2, Without tilt 會看不到條紋當待測面為彎曲面3時, Without tilt 會呈現邊緣較密, 間距不等的同心圓條紋當待測面是球面4時, Without tilt 則會呈現間距較為相等的同心圓條紋假設標準面為平面, 3的待測物形狀可能為雙曲線或橢球, 所以厚度變化較為劇烈, 4的待測物則可能為球面或接近球面的形狀,所以在做干涉儀量測, 想判斷干涉條紋的形狀時, 必須先了解待測物體的形狀, 或者是由干涉條紋的形狀, 來判斷待測物體2-2-2-5 干涉條紋判斷應用實例二因為干涉條紋會隨著參考面的不同而不同, 所以當我想知道待測面的形狀時, 就必須先知道標準面的形狀是什麼?現在我們以同一形狀的待測物-凸透鏡為例當待測物為一個球面, 而參考面為一標準平面時,其干涉條紋可能為一同心圓分布, 但若參考面改為標準曲率之球面時,其干涉條紋則可能成為直線分布,發生同一待側面卻有不同干涉條紋分布的原因, 在於干涉條紋所看到的是待側面與參考面之間的差異,因此, 如果要判斷哪一個干涉條紋的待測物是球面, 就必須先了解, 量測時所參考的參考是什麼?才能正確藉由干涉條紋判斷出待測之面形.第三章：干涉儀種類3-1 Newton Interferometer干涉儀的種類非常的多, 在這裡所介紹的是五種最常見的干涉儀.第1個是Newton Interferometer牛頓干涉儀左邊的Quasimonochromatic point source是一個幾近單波長的點光源, Quasimonochromatic為單波長的意思, point source是點光源.點光源經過透鏡變成平行光後, 打到下方橢圓形待測物上, 這個待測物可能為透鏡之類的物體, 待測物下方的平面Optical flat 則是參考面, 通常做為參考面的平整度, 也就是Surface irregularity, 必須要1/10λ以上, 分母愈大就表示其平整度愈3-2 Michelson Interferometer第2個是麥克森干涉儀Michelson Interferometer.當麥克森干涉儀和牛頓干涉儀做比較時, 會發現它並不是一個點光源, 光源有些散開, 光線在經過第一塊鏡片之後透過中間的分光鏡O, 使得一部份的光反射到反射鏡M2再反射回分光鏡O, 而一部份的光則穿透補償片C, 到達反射鏡M1之後才反射回分光鏡O合成同一道光, 並且將結果打到D(Detector)上, 因此我們就可以在Detector上看到一圈一圈的條紋, 也就是干涉圖A了. 所以麥克森干涉儀通常用來量測距離的變化當我們要量測距離時, 只要先量測出原來的干涉條紋A之後, 再將反射鏡M2往後移, 量測出干涉條紋B, 然後就可以從條紋A~B的變化算出距離3-3 Fizeau Interferometer (一)第3個是斐洛干涉儀Fizeau Interferometer是目前一般最常見的干涉儀, 也是架構最簡單, 量測最方便的一種.左上方的laser becm 雷射光源, 雷射光源是非常好的單波長光源, 經過中間的幾道程序之後, 在經過Reference flat 參考面時, 部份光被反射, 部份光則穿透至flat under fest待測面上後再反射回去, 因此我們看到的結果是參考面與待測面的差異, 當參考面不同時, 所測出的待測面條紋也會不同.這種干涉儀的缺點是: 容易受風向、震動、與空氣變化等的外力影響, 必須放在密閉室內的防震桌上, 才能清楚看到干涉條紋, 所以又稱為非共路徑干涉儀.3-3 Fizeau Interferometer (二)Fizeau Interferometer這2種是由2家有名的儀器公司製造的斐洛干涉儀左圖是ZYGO公司所製造的斐洛干涉儀,而右圖則是VEECO公司的斐洛干涉儀,一般光學公司在採購較好的干涉儀設備時, 通常是以這2家公司的儀器為採購標準.3-4 Mach-Zehnder Interferometer第4個是Mach-Zehnder 干涉儀左下方的光源Extended source, 為一與麥克森干涉儀相似的擴展光源, 光源經過第一個Beam-splitter之後分為二道, 各別經過一片Mirror反射鏡, 再經過第二個Beam-splitter合成一道光之後, 將結果打到Detector上.因為中間分為二道光源的關係, 在空間及距離上可以做較大的調整, 所以比較適合量測體積大或穿透性大的物體, 例如: 我們可以用來量測大面積的玻璃.將待測物放在路徑上的第一個Beam-splitter與Mirror反射鏡之間, 我們就可以看到路徑A、路徑B與待測物之間的差異.這也是一個非共路徑干涉儀, 它的缺點是: 容易受空氣變化等的外力影響,優點是: 可以量測體積或面積較大的物體.3-6 T wyman-Green Interferometer第5個是Twyman-Green 干涉儀Twyman-Green 干涉儀和麥克森干涉儀很相似.當一道光源進來, 經過BEAM EXPANDER將光源變得比較大束後, 經由中間的BEAMSPLITTER 分為二道光, 反射回來之後再回到偵測器,上每種干涉儀都有各自不同的應用範圍、方向和限制.第四章：實際檢測方法4-1可應用範圍干涉儀可以應用的範圍:1. 是表面的形狀2. 是曲率測試3. 是表面平整度或表粗糙度 4. 可以量測玻璃二側的面是否夠平整 5. 角度測試, 有些光學元件是有角度的, 可藉此量測其準度 6. 應力測試, 例如眼鏡或相機鏡頭, 當必須以其它物件夾住玻璃時, 可以測試該玻璃的變形量.4-2 干涉儀應用於液晶投影機元件檢驗那麼干涉儀到底應用在那些液晶投影機元件的檢驗:例如: X-cube是液晶投影機中把RGB三個色光合在一起的重要元件, 我們有幾種檢測它的方式: 第1 是量測表面平整性:我們使用的是WYKO 6000的斐洛干涉儀, 儀器的前面標準參考面, 光源由參考面打到待測物的第一個面時會反射, 我們看到的是它的差異度, 也因此可以量測出待測面的表面平整度.並由電腦直接判讀出正確的數據結果.如果我們拿一張不透光的白紙遮住其中一邊的光, 那麼被遮住的部份就不會再有光從下方出現, 而只顯示出一部份的反射條紋.第2 是量測內反射面的平整度:光源由參考面打到待測物的第一個面時會反射,但是也可以打進待測物裡面, 經由反射的過程再反射回參考面,也就是就, 使用同一個架構可以量測到物體的二面, 那麼要知道我們量測的到底是哪一個面? 如果我們拿一張不透光的白紙遮住其中一邊的光, 那麼被遮住的部份就不會再有光從下方出現, 但會顯示出沒被遮住的部份反射條紋, 那麼所測得的就是表面平整度. 而內反射的光源是由上方打入待測物中, 再經由反射從下方出來, 所以如果我們拿一張不透光的白紙遮住上方的光, 那麼就不會再有光從下方出現, 這樣就能得知目前所量測的是內反射面平整度了.第3 是量測內反射面的角度誤差:這是X-cube的側面圖, 理論上都會儘量要求達到接近90度, 所以我們也可以用干涉儀來量測內反射面的角度誤差第4 量測穿透波面的平整度:光在投影機中必須是穿透的, 如果X-cube有一些瑕疵的話, 顯示出來的影像就會不漂亮, 所以就必須量測其穿透波的平整度.當光源從上方打出來, 透過待測物打到標準反射鏡片時, 再反射回去, 如果待測物的放置位置是平整的, 那麼每一道光都會循原來的途徑反射回去, 可能會分不清楚到底是哪一個面所產生的干涉條紋. 這時可以調整待測物平台的傾斜度, 使部份光不會進到干涉儀中, 那麼就可以很清楚的看到干涉條紋了.Aperture:In television optics, it is the effective diameter of the lens that controls the amount of light reaching the photoconductive or photo emitting image pickup sensor ANSI Lumens:ANSI stands for American National Standards Institute. It is a standard for measuring light output. Different lamps play a role on light output. Halogen lamps appear dimmer than anothermetal-halide, even if the two units have the same ANSI lumen rating. Type of LCD technology (active matrix TFT, Poly-Si, passive), type of overall technology (LCD vs. DLP vs. CRT), contrast ratios, among other factors can also affect the end result.ASAP原名為Advanced System Analysis Program，為美國BRO (Breault Research Organization) 公司研發的一套專業光學模擬軟體，它可以幫助使用者模擬真實之光學系統，以達到最實際之光學分析結果Dichroic:A mirror or lens that reflects or refracts selective wavelengths of light. Typically used in projector light engines to separate the lampsThe commercial name for this technology from T exas Instruments (TI):F-number (f/#)f/# is the ratio of the effictive focal length of an optical system to its clear aperture. For example, a 50mm effictive focal length lens system with a clear aperture of 25mm is f/2. Focal Length (FL)Regarding optical elements and systems: effective focal length (EFL) - Distance from the principle plane to the focal point; front focal length (FFL) - Distance from the vertex of the first lens to the front (left) focal point; back focal length (BFL) - Distance from the vertex of the last lens to the back(right) focal point.LCD:LCD stands for liquid crystal display and comes in many forms, sizes, and resolutions. Its primary purpose is to present a digital image for viewing. A common use of LCDs is as a display on a notebook computerPanel:Also known as a projection panel, LCD projection panel, or plate. The panel is thepredecessor of today’s projectorsProjector:A projector is a device that integrates a light source, optics system, electronics and display(s) for the purpose of projecting an image from a computer or video device onto a wall or screen for large image viewing.TFT:Thin Film TransistorZoom Lens:A lens with a variable focal length providing the ability to adjust the size of the image on a screen by adjusting the zoom lens, instead of having to move the projector closer or further. ZEMAX ：是一套綜合性的光學設計軟體。
光学干涉和干涉仪的原理和应用
光学干涉和干涉仪的原理和应用在光学领域中，干涉是一种常见的现象。
所谓干涉，就是指两束或多束光线相互作用时，产生干涉现象，使得光线的强度、相位和方向等发生变化。
光学干涉是研究光学的基础，其原理和应用广泛涉及光学、物理、天文学、化学和生物学等领域。
在实际应用中，干涉仪作为一种重要的光学测量工具，被广泛应用于科学研究和工程技术领域。
一、光学干涉的基本原理光学干涉是在光线的相互作用下所形成的强度和相位的变化，通常表现为互相干涉或互相破坏的结果。
光线的干涉过程可分为两种类型：相干干涉和非相干干涉。
相干干涉是指两束相干光线之间叠加干涉时所发生的干涉现象。
相干光线具有相同的频率、波长和相位，且能够互相干涉。
干涉形成的光场分为互补和互相抵消的两部分，在特定的条件下，能够形成光学干涉条纹。
典型的相干光源包括激光器、同步辐射光源等。
非相干干涉则是指两束非相干光线之间叠加干涉时所发生的干涉现象。
非相干光线具有不同的频率、波长和相位，无法互相干涉。
因此，非相干干涉形成的干涉条纹较为模糊，一般应用于光学显微镜等常见的成像系统中。
无论是相干干涉还是非相干干涉，干涉现象都是由干涉光程差导致的。
干涉光程差可以通过以下公式来计算：ΔL = L1 - L2 + nλ (n为干涉次数，λ为光波长，L1和L2分别为两束光线从源到屏幕所经过的光程)当光程差满足λ/2或整数倍时，两束光线互相干涉并在屏幕上形成亮度最大的点，而当光程差满足λ的奇数倍时，两束光线互相抵消而出现黑暗条纹。
二、干涉仪的基本结构和原理为了测量和观察光学干涉现象，人们发明了各种不同类型的干涉仪。
干涉仪是一种用来测量光线强度变化的仪器，能够测量和分析光波的干涉特性和相位差。
最常见的干涉仪包括杨氏干涉仪、菲涅尔双棱镜干涉仪、佩尔金干涉仪等。
杨氏干涉仪是最基本的白光干涉仪，它由一束激光通过一个光学分束器产生两个相干光束，经过镜片反射后再次合成，产生干涉条纹。
在试验中，从杨氏干涉仪的两个反射出射光束中任意一个分离的小部分中挑选一小段空间，就可以看到梳状干涉带。
简述激光干涉仪的基本原理及应用
简述激光干涉仪的基本原理及应用激光干涉仪的基本原理激光干涉仪是一种利用干涉现象测量物体形状、表面粗糙度和位移等参数的仪器。
它基于光的干涉原理，通过将激光分成两束，使得它们在空间中相互干涉产生干涉条纹。
根据干涉条纹的变化，可以获取物体表面的形状和位移信息。
以下是激光干涉仪的工作原理：1.激光发射：激光干涉仪使用一台激光器产生单一频率、单色性好的激光束。
2.光分束：激光束被一个分束器分成两束，分别称为参考光和测量光。
3.光路径的差异：参考光和测量光沿着不同路径到达物体表面，然后反射回来。
4.光的重合：参考光和测量光在空间中重合形成干涉条纹，这些条纹会展现出光程差的变化。
5.干涉条纹的检测：通过使用光电二极管或相机等光学检测器，可以观察和记录干涉条纹的变化。
6.数据处理：通过对记录的干涉条纹进行分析和处理，可以得到物体表面的形状、位移等参数。
激光干涉仪的应用激光干涉仪广泛应用于科学研究、工程技术和工业领域。
以下是一些常见的应用领域：1.表面形貌测量：激光干涉仪可以用来测量物体的表面形状和轮廓。
通过分析干涉条纹的密度和形态，可以获取物体表面的高程数据，从而实现对物体形貌的准确测量。
2.镜面反射测试：激光干涉仪可以用来测试镜面的反射质量。
通过分析镜面反射的干涉条纹，可以评估镜面的平整度、平行度等参数，从而判断镜面的质量。
3.光学元件定位：激光干涉仪可以用来定位光学元件，例如透镜、光栅等。
通过测量光学元件的位置和位移，可以实现准确的光学装配和校正。
4.振动分析：激光干涉仪可以用来分析物体的振动状态。
通过测量物体在不同时间点的位移，可以获得物体的振动频率、振幅等信息，从而进行振动分析和优化设计。
5.材料应力测试：激光干涉仪可以用来测试材料的应力分布。
通过测量材料表面的形变量，可以推断材料内部的应力分布状况，从而实现对材料力学性能的评估。
综上所述，激光干涉仪是一种重要的光学测量仪器，具有广泛的应用前景。
它通过利用激光的干涉现象，实现对物体形状、表面粗糙度和位移等参数的测量和分析。
超导量子干涉仪的工作原理与使用技巧
超导量子干涉仪的工作原理与使用技巧引言：随着量子科学的迅速发展，超导量子干涉仪作为一种重要的实验工具，被广泛应用于量子信息处理、量子计算以及量子通信等领域。
本文将介绍超导量子干涉仪的工作原理以及使用技巧，帮助读者更好地理解和应用这一重要的实验设备。
一、超导量子干涉仪的基本原理超导量子干涉仪是一种基于超导材料的量子干涉仪，其基本原理是利用超导电子对量子态的特殊性质进行干涉实验。
超导电子对的特殊性质主要包括零电阻和量子纠缠。
1. 零电阻超导材料在低温下可以表现出零电阻的性质，即电流可以在材料中自由流动而不会损耗能量。
这一特性使得超导量子干涉仪能够在实验中实现高精度的电流控制和测量。
2. 量子纠缠超导材料中的电子对可以通过库伦相互作用形成量子纠缠态。
量子纠缠是一种特殊的量子态，其特点是两个或多个粒子之间的状态是紧密关联的，无论它们之间的距离有多远。
这种量子纠缠态的形成使得超导量子干涉仪可以实现高精度的量子测量和操控。
二、超导量子干涉仪的工作原理超导量子干涉仪的工作原理主要包括电流注入、量子态制备、干涉测量和结果读取等步骤。
1. 电流注入超导量子干涉仪中的超导材料通常需要通过外部电流注入来维持超导态。
通过控制注入电流的大小和方向，可以实现对超导材料中电子对的操控。
2. 量子态制备在超导量子干涉仪中，需要将电子对制备成特定的量子态，以进行后续的干涉实验。
这一步骤通常通过控制注入电流的波形和幅度来实现。
不同的量子态制备方式可以实现不同的量子操作，如量子叠加态、量子纠缠态等。
3. 干涉测量在超导量子干涉仪中，通过将两个或多个量子态进行干涉测量，可以获得关于量子态的信息。
干涉测量通常通过调节注入电流的相位差来实现，不同的相位差对应着不同的干涉结果。
4. 结果读取干涉测量完成后，需要对测量结果进行读取和分析。
读取结果通常通过测量电流的大小和方向来实现。
根据不同的测量结果，可以得到关于量子态的具体信息，如相位、纠缠度等。
激光干涉仪测量原理及应用
激光干涉仪测量原理及应用激光干涉仪是一种基于干涉原理的精密测量仪器，广泛应用于科学研究、工业制造和医疗领域。
本文将介绍激光干涉仪的测量原理、测量对象以及应用领域。
一、测量原理激光干涉仪利用激光光束的干涉现象进行测量。
首先，通过激光发生器产生一个相干的激光束，然后将光束分为两束，其中一束通过参比光路径传播，另一束通过待测物体的表面反射。
两束光束重新合并后，通过干涉现象形成干涉条纹。
根据干涉条纹的变化，可以计算出待测物体的表面形态、位移或变形信息。
在激光干涉仪中，常用的测量原理有两条著名的分支：相位差法和长度差法。
1. 相位差法相位差法通过测量干涉条纹的相位差来确定待测物体的形态、位移或变形信息。
当待测物体发生形变或位移时，相位差会发生变化。
利用激光干涉仪测量相位差，并通过相位差与位移间的关系，可以获得待测物体的位移信息。
2. 长度差法长度差法通过测量干涉条纹的长度差来确定待测物体的形态、位移或变形信息。
待测物体的表面形态、位移或变形导致光程差的改变，进而影响干涉条纹的长度差。
通过测量长度差，并通过长度差与位移间的关系，可以获得待测物体的位移信息。
二、测量对象激光干涉仪广泛应用于各个领域的测量任务中，包括科学研究、工业制造和医疗领域。
1. 科学研究在科学研究领域，激光干涉仪常用于测量微小位移和形变。
例如，在光学领域，激光干涉仪可用于测量光学元件的表面形态和位移，以及光学系统的变形；在材料科学中，激光干涉仪可用于测量材料的热膨胀、压力变形等。
2. 工业制造在工业制造领域，激光干涉仪被广泛应用于检测和测量任务中。
例如，激光干涉仪可以用于检测零件的形状和尺寸，以确保制造过程的准确性和一致性。
此外，激光干涉仪还可以用于测量机械零部件的运动、振动和变形。
3. 医疗领域在医疗领域，激光干涉仪被应用于眼科手术和体内干涉成像。
在眼科手术中，激光干涉仪可以测量眼角膜的形态和厚度，以辅助眼科医生进行手术；在体内干涉成像中，激光干涉仪可以测量生物组织的纤维结构和表面形态，以帮助医生进行疾病诊断。
激光干涉仪的使用方法和技巧
激光干涉仪的使用方法和技巧激光干涉仪（Laser Interferometer）是一种常用于测量物体长度和表面形貌等精密测量的仪器。
本文将介绍激光干涉仪的基本原理、使用方法和技巧，以帮助读者更好地应用激光干涉仪进行精密测量。
一、激光干涉仪的基本原理激光干涉仪基于干涉现象进行测量。
激光光源发出的单色光通过分束板分成两束光，然后分别经过两个光路，最后再次汇聚到一起。
当两束光的相位差为整数倍的波长时，两束光相互叠加干涉，形成明暗交替的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的特征，可以计算出被测物体的长度、形状等信息。
二、激光干涉仪的使用方法1. 准备工作在使用激光干涉仪之前，需要确保仪器处于良好的工作状态。
首先，检查激光光源是否正常工作，确保光束的稳定性和质量。
其次，校准激光干涉仪的光路，确保两束光在汇聚时能够产生明确的干涉条纹。
2. 调整测量位置将激光干涉仪放置在待测物体的旁边或上方，并使用调节装置将光束对准物体表面。
确保光束垂直于物体表面，以获得准确的测量结果。
3. 观察干涉条纹打开激光干涉仪的显示屏或调节装置上的干涉条纹显示功能。
观察干涉条纹的形态和变化，根据实际测量需求调整光路或物体位置，使干涉条纹清晰可辨。
4. 实施测量根据所需测量的参数，选择合适的测量模式和功能。
根据干涉条纹的特征，采集测量数据，并使用仪器自带的软件或计算工具进行数据处理和分析。
三、激光干涉仪的使用技巧1. 注意环境条件激光干涉仪对环境条件相对敏感，尤其是光线和振动。
在测量过程中，尽量避免光线的干扰，选取较为安静的环境。
如果必要，可以使用隔离罩或振动吸收装置来降低外界环境对测量的影响。
2. 规避反射干扰激光干涉仪对光线的反射比较敏感，测量时应注意避免光线被反射到其他表面上，产生干涉干扰。
可以通过调整光源角度、使用吸光材料等方式减少反射干扰。
3. 熟悉仪器功能熟悉激光干涉仪的各种功能和测量模式，合理选择并设置相应的参数。
根据不同测量对象和要求，调整仪器的测量范围、采样率、干涉条纹的对比度等，以获得最佳的测量结果。
双频干涉仪原理
双频干涉仪原理引言：双频干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量物体长度或折射率的仪器。
它通过将光分成两束，经过不同的光程后再合成，利用干涉现象来测量光程差，从而得到所需的物理量。
本文将详细介绍双频干涉仪的原理及其应用。
一、双频干涉仪的构成双频干涉仪主要由光源、分束器、反射镜、光程差控制装置、合成器和检测器等组成。
其中光源一般为激光器，具有高亮度和单色性，能够产生相干光。
分束器用于将光源发出的光分成两束，分别经过不同的光程后再进行合成。
反射镜用于反射光线，改变光的传播方向。
光程差控制装置用于调节两束光的光程差，以便产生干涉条纹。
合成器将经过不同光程的两束光合成为一束光，使其在检测器上形成干涉条纹。
检测器用于接收光信号，并将其转换为电信号进行处理和测量。
二、双频干涉仪的原理双频干涉仪利用光的干涉现象来测量物体长度或折射率。
当两束具有相同频率的相干光经过不同的光程后再进行合成时，会产生干涉现象。
干涉条纹的间距与光程差有关，通过测量干涉条纹的变化，可以得到所需的物理量。
具体来说，双频干涉仪的工作原理如下：1. 光源发出的光经过分束器分成两束，分别称为参考光和待测光。
2. 参考光经过反射镜反射后，与待测光再次合成。
3. 待测光经过测量物体后，其光程发生了变化，从而引起干涉现象。
4. 合成后的光经过检测器接收，并将其转换为电信号。
5. 通过处理电信号，可以得到干涉条纹的变化情况，从而测量出光程差。
三、双频干涉仪的应用双频干涉仪具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 长度测量：双频干涉仪可以用来测量物体的长度。
通过测量光程差的变化，可以得到物体的长度信息。
在制造业中，双频干涉仪常用于测量微小零件的尺寸，如芯片、光纤等。
2. 折射率测量：双频干涉仪可以用来测量物质的折射率。
通过测量光程差的变化，可以得到物质的折射率信息。
在材料科学和化学领域，双频干涉仪常用于测量液体的折射率，以及研究材料的光学性质。
3. 表面形貌测量：双频干涉仪可以用来测量物体的表面形貌。
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第一章：为何使用干涉仪做检测 1- 1干涉度量学第一章 为什么要使用干涉仪检测首先我们要先了解， 什么是干涉度量学？ 所谓干涉度量学是指 利用光干涉的效应来量测特定物理量的方法 ，也就是说藉由观察干涉条纹的变化 ，来量测岀待 测物的特征1- 2何谓干涉仪干涉仪是什么？ 一般来说，只要是利用光干涉的原理来量测的仪器便可以称为干涉仪,但是干利用光干涉原理量測之儀器便屬於干曲儀。
%*,Q ©T 部應腔■测之H 僮■於干涉■涉仪的种类众多且多变化，因此本课程中将针对最为外界常用之种类作介绍■f I?卫莘技痢研究陕.干渉堪调1- 3干涉仪之优缺点 干涉仪的优点及缺点第一高精度以光学组件来说，因为组件的微小变化均会严重改变原有的光学质量， 因此必须要有非常精确的量测仪器，干涉仪具有精度非常高的优点 ，最高可达1/100的波长甚至到1/1000的波长，波长是指干涉仪中使用光源的波长值.举例来说：一般干涉仪的波长为632.8( nm ),而632.8的百分之一约为6个(nm),目前的奈米科技是在这个尺度,甚至有些更好的干涉仪可以到 0.6个(nm ),从此可以看出干涉仪的精度有多好了j_ -UDnUID 卜一干涉兽■!&酥 TUtt !M 千那■利用光 辛嗤左境當钊之确邕槌・FW *强傑利用光干涉原理量剧之儀器便凰於干涉儀。
第二章：非球面玻璃模造的原理第二.非接触式量测另一种量测用的轮廓仪是使用接触式的量测方式，即使目前已可以微调接触的力量，但对于表面较脆弱的被量测物是否真的完全不会造成损害则仍无法确定.而当用干涉仪量测时，是把光照射到被量测的物体上，所以干涉仪上的探针也就是光，并不会对物体表面照成任何伤害第三使用探针来量测时无法一次量测所有的面积，而可能必需分很多扫瞄线去量测，相对来说干涉仪的量测速度就非常快了，可能几秒钟就量完了，而不需要等待几个小时的时间.第四则是干涉仪的缺点，一个操作员在会使用干涉仪却不太清楚干涉仪的使用限制、条件及原理的时候，可能会量测到不是他所要的东西，而且，因为干涉仪是用光线量测，在调整上也会花费多的时间，可能量测结果只要花几秒钟，但事前的调整却要花费几十分钟甚至数个小时■vuMH*", fi ■ jJlF jAjf--.耘山蕈ai究怖第二章：干涉仪工作原理2- 1光干涉2- 1.1为何光有干涉现象干涉仪工作原理我们是用干涉仪量测所以先要了解什么是光干涉?为什么光有干涉现象?光的干涉现象有二个原因，第一光像是波一样，具有波的特性，我们在丢一块小石子在池塘中就会看到很多涟漪向外扩散传播，这就是波，而光就可以用波来描述.第二波的迭加原理我们之所以能够看到干涉条纹的明暗变化，就是因为迭加原理所造成的，这是二个造成光干涉现象的基本条件除此之2- 1-2由迭加原理说明干涉现象由迭加原理说明干涉现象:1. 破坏性干涉如上图所示，假设蓝色波的最高值与红色波的最低值在同一位置时 ，其相加数值外，偏振光的特性，是否同相位的特性也是造成光干涉现象的条件为0,所以当蓝色及红色二个波一起岀现的时候，迭加起来就会变成中间的黑线，因为光具有波的特性，所以如果2个波长彼此正好相差一半的波长时，也就是相位差n时，画面就会呈现全亮或全暗而完全看不到条纹，以上图来看因为蓝色波的最高点到红色波的最高点距离相差n 此时我们就称做破坏性干涉2. 建设性干涉如下图所示，假设蓝色波与红色波的最高值在同一位置时，其相加数值就是2,当蓝色波与红色波完全重迭在一起时，迭加起来就会变成较高的黑线，当我们肉眼看到时，黑线的最高点就会变亮，最低点则较暗，而会有明暗的线条变化，我们就称做建设性干涉当蓝色波与红色波的相加数值为0〜2以内时，波长会较为平缓，就会产生灰阶的渐层条纹变化了.(D-------------- ；Wff¥«4 K4H1 2------------- : flnAd outpol拄im 删仗期性干每ng _______Q v m V 72-1-3干涉条纹之定量描述对建设性干涉而言，2个波的差异需满足公式：optical path(n*d)=m 入optical path 是光程差，光程差是指2个波的差异，当2道光从A点跑到B点时，距离为d及d',因此有一道波跑了nd,另一道波跑了nd'那么2道光的差异为n(d'-d), 也可以变成nd2'.如果nd2'为波长入的整数倍时，就会有明暗的条纹变化，也就是建设性干涉而相反的当nd2'刚好为二分之一波长的技术倍时便产生破坏性干涉条纹，公式为:optical path( n*d)=m ”22-1-4双光束干涉之数学描述双光束干涉之数学描述：假设2道光做干涉，这两到光的光强度分别为11,12 ，那么当这两道光产生干涉时便符合上述的公式.其中：11+12为干涉条纹的DC项,根号(1112)为干涉条纹的振幅大小，最后Cos(Delta)为相位项其中Delta扁是前面所提到的光程差.所以当光程差变化时，可以知道干涉条纹也会随着变化2-2如何判断干涉条纹 2-2-1干涉条纹种类那么我们如何判断干涉条纹因为我们不是随时随地都可以方便的使用干涉仪并藉由计算机来分析 ，所以我们必须用肉眼来判断，这也是最快最方便的方式 .干涉条纹的种类有 2种：第一个是等厚度干涉条纹 ，在等厚度干涉条纹中明暗的条纹会呈现等间 隔的情形，而且每个相邻的条纹代表相同的厚度间隔假设横线为标准面，斜线为一个斜率固定的待测面，当光线打过来的时候会产生折射现象 ，我们在第一个射入点做一条与标准面平行的虚线，在待测面会有光 a 反射回去，在标准面时也会有光b 反射回去从图可以看岀光线 a 及b 所通过的路径是不同的， 而当光程差恰为波长的整数倍 时，就可以看到相同间隔的干涉条纹課瞠內工朋;m 二戸1T第二个是等倾度干涉条纹，是由相同角度的光线所形成的干涉条纹 ，P1这一点有一个干涉条纹 它的来源是由4条实线所造成的，而这4条实线对这个物体表面来说，则是同一个角度的光所造成的，因为物体为圆形，所以会造成对称的效果.而4条虚线则是由另一个角度的光所造成的 并进而产生P2点的一个干涉条纹.因此由同样角度光线形成的干涉条纹我们就称为等倾度干涉 条纹，不过在实际的应用上，等厚度干涉条纹与等倾度干涉条纹是可能同时出现的^等厚艮干涉條仗 等傾度干涉條紋t 虎愼虹□吐沪： h ¥««干却KI 爼瞎幡I Jk>r<-严載欝、 ”n 讷『釈飓八園為获鬥萍聘也閒腸胞Hl 即里万牌册6用干步需血械审■韶来分析J G 色伺®金習心心步绎故等間隔-目毎一相都尼惓枚优舉相同之辱健間障u ^L 咋if 亠*/|~$ *科”啊.'Jiwr^Lh f rUJ wr 血伊I IF H I 』J 畑11 r ■阳祐I 临4胁曹 a#jim/rp^ 'Ai in 』 jti|i> jdLm*i ｛诂“斛flMfl 單『*■ *啊itt iT/?*T/j'i "I •川 fA|! taff. din ■h^rAih i ,-Rd 玄■ Fringes snd optical p^th difference f OPD]2-2-2-1干涉条纹判断应用实例一干涉条纹判断应用实例: 应用一：表面平整性-如果我们想从干涉图了解物体表面的平整性好不好，可以在干涉图上画一个以中心为准的十字线，数数看从中心点起，在X方向上的条纹数及丫方向上的条纹数量有几个，这个量在光学工厂中是最常使用的，当我们要求师父磨一个镜片时，就可以告知我们对表面平整性的需求，在X方向与丫方向上的误差范围容忍度是多少从图上来看，X方向上有1个条纹，丫方向上则有3个条纹，也就是说，这个待测的组件，在X 方向与丫方向上的变化程度不一样，这个变化程度就定义为表面平整性Surface irregularity同时差异量最大的地方我们定义为：POWER也就是丫方向的3,而irregularity 是看X方向与丫方向上的差异量，也就是2,所以从上图的干涉条纹我们可以知道待测物的Power为3、irregularity 为2 那到底什么是POWER,什么是irregularity ?假设我们看的组件是眼镜的镜片，从侧面看，当有光打过来时镜片会聚焦，不同的弯曲量聚焦的程度就会不一样，我们称为放大率,,而面的弯曲程度就定义为POWER.而在镜片上的X方向与丫方向的弯曲程度会可能不同，也就是说POWE不一样，我们就称为Surface irregularity,现在我们已经知道这个干涉图条纹的表示为3/2,那么这个数字是代表多少？他的单位就是波长，一般的雷射为632.8()波长，3/2的3是指3个波长，2是指2个波长，在光学组件的计算之中通常是以波长来表示的.2-2-2-2干涉条纹判断应用实例一在前面提到在干涉仪量测中多用波长作为单位所以我们还要注意到使用的干涉仪波长是多少假设同一镜片，由A厂商使用入=500的干涉仪，判读数据为3/2, B厂商使用Q600的干涉仪，判读数据也是3/2,那么使用500入干涉仪的A厂商所判读的数据必定是较好的，因为波长愈短的，转换为数据时也会相对较小，所以除了判读干涉图的数据之外，还要注意干涉所使用的波长是否和要求相符才能得到最正确的结果2-2-2-3干涉条纹判断应用实例一接下来的例子，我们要看的一样是POWE和irregularity我们可以从图A来判读POWE和irregularity 是多少？加上十字坐标之后，X方向上有2.5个条纹，丫方向上则有1.5个条纹，所以这个镜片的最大弯曲量是2.5, X与Y的差距量是1,但是这个干涉图的结果却不是 2.5/1当X方向与丫方向待测面的弯曲方向相同时,irregularity 为2者相减，但X方向与丫方向待测面的弯曲方向不同时,irregularity 则为两者相加.当X方向与丫方向待测面的弯曲方向相同时，POWE取最大值，但X方向与丫方向待测面的弯曲方向不同时，POWEF相减.所以从这个图来判读的irregularity 为1.5+2.5=4, X 方向与丫方向可以视为同一个面，所以POWE是2.5-1.5=1, 因此，我们必须先知道所量测的是什么物体，否则所求得的数据也有可能是错误的.應用一:表面(Surface irregular ity)虻和加t ic ^berrat ion■ i thPower Zlr regular i 1/42-2-2-4干涉条纹判断应用实例一接下来我们来看看几种常见的干涉条纹:我们要注意的一件事是，在这些图中的干涉条纹都是由待测物和一个标准平面比较所造成的 ，一旦比较条纹变了 ，所造成的条纹也会全部改变 ，而且相对应的状况也会完全不同.左侧Without tilt 为：当没有倾斜效应进来的时候，不同的待测面所产生的条纹变化右侧With tilt 则是：当倾斜效应进来的时候，不同的待测面所产生的条纹变化 当待测面为为平面时 1或是2, Without tilt会看不到条纹当待测面为弯曲面 3时，Without tilt 会呈现边缘较密，间距不等的同心圆条纹 当待测面是球面 4时，Without tilt则会呈现间距较为相等的同心圆条纹假设标准面为平面，3的待测物形状可能为双曲线或椭球 ，所以厚度变化较为剧烈，4的待测物则可能为球面或接近球面的形状 ，所以在做干涉仪量测，想判断干涉条纹的形状时，必须先了解待测物体的形状，或者是由干涉 条纹的形状，来判断待测物体2-2-2-5干涉条纹判断应用实例二因为干涉条纹会随着参考面的不同而不同，所以当我想知道待测面的形状时 ，就必须先知道标准面的形状是什么？ 现在我们以同一形状的待测物-凸透镜为例当待测物为一个球面，而参考面为一标准平面时，其干涉条纹可能为一同心圆分布 ，但若参考面改为标准曲率之球面时，其干涉条纹则可能成为直线分布，发生同一待侧面却有不同干涉条纹分布的原因，在于干涉条纹所看到的是待侧面与参考面之间的差异 ，因此，如果要判断哪一个干涉 条纹的待测物是球面，就必须先了解，量测时所参考的参考是什么？才能正确藉由干涉条纹判断Seine kinds of infertergramsSurfapr-|i )nwA^pptrarirnni □! tha Nnrtnn 9i frlngqv1PLim1Almosto 1SphniicoJi o 4Cdhlul◎• ・Coiijcal惋卿钿 直曲欄书曲之中■權血制TS 爭血勺曲待妣走肚5港為■喘秸或科H膽用一：養面平整性f Surface ure^ulikrily)嚓準片Sphcuciil岀待测之面形第三章：干涉仪种类3- 1 Newt on In terferometer干涉仪的种类非常的多，在这里所介绍的是五种最常见的干涉仪第1个是Newt on In terferometer 牛顿干涉仪左边的Quasimonochromatic point source 是一个几近单波长的点光源,Quasimonochromatic为单波长的意思，point source 是点光源.点光源经过透镜变成平行光后，打到下方椭圆形待测物上，这个待测物可能为透镜之类的物体待测物下方的平面Optical flat 则是参考面，通常做为参考面的平整度,也就是Surface irregularity, 必须要1/10入以上，分母愈大就表示其平整度愈好.3- 2 Michels on In terferometer第2个是麦克森干涉仪Michelson Interferometer.当麦克森干涉仪和牛顿干涉仪做比较时，会发现它并不是一个点光源，光源有些散开，光线在经过第一块镜片之后透过中间的分光镜O,使得一部份的光反射到反射镜M2再反射回分光镜0,而一部份的光则穿透补偿片C,到达反射镜M1之后才反射回分光镜0合成同一道光，并且将结果打到D(Detector)上,因此我们就可以在Detector上看到一圈一圈的条纹，也就是干涉图A 了.所以麦克森干涉仪通常用来量测距离的变化当我们要量测距离时，只要先量测出原来的干涉条纹A之后，再将反射镜M2往后移，量测岀干涉条纹B,然后就可以从条纹A~B的变化算岀距离了3- 3 Fizeau In terferometer第3个是斐洛干涉仪Fizeau Interferometer是目前一般最常见的干涉仪，也是架构最简单，量测最方便的一种.左上方的laser becm 雷射光源，雷射光源是非常好的单波长光源，经过中间的几道程序之后，在经过Referenee flat 参考面时，部份光被反射，部份光则穿透至flat under fest待测面上后再反射回去，因此我们看到的结果是参考面与待测面的差异，当参考面不同时，所测岀的待测面条纹也会不同.这种干涉仪的缺点是：容易受风向、震动、与空气变化等的外力影响，必须放在密闭室内的防震桌上，才能清楚看到干涉条纹，所以又称为非共路径干涉3-3 Fizeau In terferometerFizeau In terferometer这2种是由2家有名的仪器公司制造的斐洛干涉仪左图是ZYGC公司所制造的斐洛干涉仪，而右图则是VEECC公司的斐洛干涉仪，一般光学公司在采购较好的干涉仪设备时，通常是以这2家公司的仪器为采购标准3-4 Mach-Zeh nder In terferometer第4个是Mach-Zehnder 干涉仪左下方的光源Extended source, 为一与麦克森干涉仪相似的扩展光源，光源经过第一个Beam-splitter 之后分为二道，各别经过一片Mirror反射镜，再经过第二个Beam-splitter 合成一道光之后，将结果打到Detector上.因为中间分为二道光源的关系，在空间及距离上可以做较大的调整，所以比较适合量测体积大或穿透性大的物体，例如：我们可以用来量测大面积的玻璃.将待测物放在路径上的第一个Beam-splitter 与Mirror反射镜之间，我们就可以看到路径A、路径B与待测物之间的差异.这也是一个非共路径干涉仪，它的缺点是：容易受空气变化等的外力影响，优点是：可以量测体积或面积较大的物体3-6 Twyma n-Gree n In terferometer第5个是Twyman-Green干涉仪Twyman-Green干涉仪和麦克森干涉仪很相似.当一道光源进来，经过BEAMEXPANDE将光源变得比较大束后，经由中间的BEAMSPLITTER分为二道光，反射回来之后再回到侦测器，上每种干涉仪都有各自不同的应用范围、方向和限制第四章：实际检测方法4- 1可应用范围干涉仪可以应用的范围:1.是表面的形状 2.是曲率测试3.是表面平整度或表粗糙度 4.可以量测玻璃二侧的面是否够平整 5.角度测试，有些光学组件是有角度的，可藉此量测其准度 6.应力测试，例如眼镜或相机镜头，当必须以其它对象夹住玻璃时，可以测试该玻璃的变形量.4- 2干涉仪应用于液晶投影机组件检验那么干涉仪到底应用在那些液晶投影机组件的检验例如：X-cube是液晶投影机中把RGB三个色光合在一起的重要组件，我们有几种检测它的方式第1是量测表面平整性：我们使用的是WYKOOOO的斐洛干涉仪，仪器的前面标准参考面，光源由参考面打到待测物的第一个面时会反射，我们看到的是它的差异度，也因此可以量测岀待测面的表面平整度.并由计算机直接判读岀正确的数据结果.如果我们拿一张不透光的白纸遮住其中一边的光，那么被遮住的部份就不会再有光从下方岀现，而只显示岀一部份的反射条纹.第2是量测内反射面的平整度光源由参考面打到待测物的第一个面时会反射，但是也可以打进待测物里面，经由反射的过程再反射回参考面，也就是就，使用同一个架构可以量测到物体的二面，那么要知道我们量测的到底是哪一个面？如果我们拿一张不透光的白纸遮住其中一边的光，那么被遮住的部份就不会再有光从下方岀现，但会显示岀没被遮住的部份反射条纹，那么所测得的就是表面平整度.而内反射的光源是由上方打入待测物中，再经由反射从下方岀来，所以如果我们拿一张不透光的白纸遮住上方的光，那么就不会再有光从下方岀现，这样就能得知目前所量测的是内反射面平整度了.卅辽童汕藍用黃和*整IS■測內反射is寧整康IU吕厳■庄耶的光■-只寿期■出2圈怡■车JI千酬取可舷旳卡：直--齡的選程R直第3是量测内反射面的角度误差这是X-cube的侧面图，理论上都会尽量要求达到接近90度，所以我们也可以用干涉仪来量测内反射面的角度误差第4量测穿透波面的平整度：光在投影机中必须是穿透的，如果X-cube有一些瑕疵的话，显示岀来的影像就会不漂亮，所以就必须量测其穿透波的平整度.当光源从上方打岀来，透过待测物打到标准反射镜片时，再反射回去，如果待测物的放置位置是平整的，那么每一道光都会循原来的途径反射回去，可能会分不清楚到底是哪一个面所产生的干涉条纹.这时可以调整待测物平台的倾斜度，使部份光不会进到干涉仪中，那么就可以很清楚的看到干涉条纹了.Aperture:In televisionoptics, it is the effective diameter of the lens that controlsthe amountof light reach ing the photoc on ductive or photo emitt ing image pickup sen sorANSI Lume ns:ANSI stands for American National Standards Institute. It is a standard for measuring light output. Different lamps play a role on light output. Haloge n lamps appear dimmer than another metal-halide, even if the two units have the same ANSI lumen rating. Type!lii-—R ”B 1A T —kjrr ?4ZJ豹密逼力匀展T 淨縫書禺於谕品投Ik 出亓火恋賽面平整展■測 -內反制IS 甲整蛋“內反射匱倚股誤远 -■»液均勻贋o ®ifti 孑丧你nu»w 代咼输平芒你曲应号刊TtS 的光半■厦為干_____________T H- -•宵帯UST 踏t利H!廐甫画破I 绅元啊»■黃剧平整翌■测內反俐豪单靈18課18內反嗣AB 角金誤主* 苗理鬥期可草.到国砂•＜：讪口之中EE 朋匱所啊t 的审潭 咖u 已 W X 石匸» 7of LCDtechnology (active matrix TFT, Poly-Si, passive), type of overall technology (LCD vs. DLP vs. CRT), contrast ratios, among other factors can also affect the end result.ASAP原名为Advanced System Analysis Program ，为美国BRO(Breault Research Organization) 公司研发的一套专业光学仿真软件，它可以帮助使用者仿真真实之光学系统，以达到最实际之光学分析结果Dichroic:A mirror or lens that reflects or refracts selective wavelengths of light. Typically used in projector light engines to separate the lamps "white" light into red, green, and blue lightDigital Light Processing (DLP):The commercial name for this technology from Texas Instruments (TI):F-number (f/#)f/# is the ratio of the effictive focal length of an optical system to its clear aperture. For example, a 50mm effictive focal length lens system with a clear aperture of 25mm is f/2.Focal Length (FL)Regarding optical elements and systems: effective focal length (EFL) -Distance from the principle plane to the focal point; front focal length (FFL) - Distance from the vertex of the first lens to the front (left) focal point; back focal length (BFL) - Distance from the vertex of the last lens to the back (right) focal point.LCD:LCD stands for liquid crystal display and comes in many forms, sizes, and resolutions.Its primary purpose is to present a digital image for viewing. A common use of LCDs isas a display on a notebook computerPanel:Also known as a projection panel, LCD projection panel, or plate. The panel is the predecessor of today's projectorsProjector:A projector is a device that integrates a light source, optics system, electronics and display(s) for the purpose of projecting an image from a computer or video device onto a wall or screen for large image viewing.TFT:Thin Film TransistorZoom Lens:A lens with a variable focal length providing the ability to adjust the size of the image on a screen by adjusting the zoom lens, instead of having to move the projector closer or further.ZEMAX：是一套综合性的光学设计软件。