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干涉仪原理及使用.doc
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干涉仪原理及使用.doc
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第一章:为何使用干预仪做检测
1-1 干预度量学
第一章 为什么要使用干预仪检测首先我们要先了解,什么是干预度量学? 所谓干预度量学是
指利用光干预的效应来量测特定物理量的方法, 也就是说藉由观察干预条纹的变化, 来量测出待
测物的特征
1-2 何谓干预仪
干预仪是什么? 一般来说, 只要是利用光干预的原理来量测的仪器便可以称为干预仪, 但是干预
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
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1-3 干预仪之优缺点
干预仪的优点及缺点
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
有非常准确的量测仪器, 干预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, 波长是指干预仪中使用光源的波长值.举例来说:一般干预仪的波长为 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, 甚至有些更好的干预仪可以
到 0.6 个(nm ),从此可以看出干预仪的精度有多好了
第二章:非球面玻璃模造的原理
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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, 但对于外表较脆弱的被量测物是否真的完全不会造成损害那么仍无法确定.而当用干预
仪量测时, 是把光照射到被量测的物体上, 所以干预仪上的探针也就是光, 并不会对物体外表照
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,
干预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 那么是干预仪的缺点, 一个操作员在会使用干预仪却不太清楚干预仪的使用限制、条件及
原理的时候, 可能会量测到不是他所要的东西, 而且, 因为干预仪是用光线量测, 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:干预仪工作原理
2-1 光干预
2-1.1 为何光有干预现象
干预仪工作原理
我们是用干预仪量测, 所以先要了解什么是光干预? 为什么光有干预现象?光的干预现象有二个
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预
条纹的明暗变化, 就是因为迭加原理所造成的,这是二个造成光干预现象的根本条件除此之外,
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偏振光的特性, 是否同相位的特性也是造成光干预现象的条件.
2-1-2 由迭加原理说明干预现象
由迭加原理说明干预现象:
1. 破坏性干预如上图所示, 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预
2. 建立性干预如下列图所示,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, 最低点那么较暗, 而会有明暗的线条变化, 我们就称做建立性干预 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.
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2-1-3 干预条纹之定量描述
对建立性干预而言, 2 个波的差异需满足公式: optical 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, 也就是建立性干预 而相反的当 nd2'刚好为二分之一波长的技术倍
时便产生破坏性干预条纹,公式为:optical path(n*d)=mλ/2
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gjmm89
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