激光平面干涉儀.講解

1、11-3激光平面干涉儀一、平面干涉儀測量原理平面干涉儀基于雙光束等厚干涉 原理進行精密觀測。如圖所示，圖 中S是擴展光源，位于準(zhǔn)直透鏡L 的前焦面上，發(fā)出的光束經(jīng)透鏡L】 準(zhǔn)直后射向玻璃片M,再從玻璃片 反射垂直投射到楔形平板G上（為 確定起見，設(shè)垂直于上表面）。入射光束在楔形平板上表而的反射光由原路回頭， 透過玻璃片M后射向觀察顯微鏡L2；在楔形平板下 表面的反射光透過平板上表面和玻璃片反射向 L2O按照確定定域面的作圖法，可知定域面在楔形平 板內(nèi)部的BB，位置。如果平板不是太厚，且平板兩表 面的楔角不是太大時，定域面非常接近平板下表面， 這樣如調(diào)節(jié)顯微鏡L2對準(zhǔn)平板的下表面，就可在顯微 鏡

2、像平面E上觀察到楔形平板產(chǎn)生的等厚條紋。二、PG15 J4型激光平面干涉儀PG15 J4型激光平面干涉儀由上海光機所生 產(chǎn)，是一種使用方便的光學(xué)精密計量儀器，主要 用于精密測量光學(xué)平面度。儀器配有激光光源 （波長為632.8nm ）。對于干涉條紋可目視測量讀數(shù)。工作時對防震要求一般。該儀器可應(yīng)用于 光學(xué)車間、實驗室、計量室。如需配購相關(guān)的必 要附件，可精密測量光學(xué)平板的微小楔角、光學(xué) 材料折射率n的均勻性，光學(xué)鍍膜面或金屬塊規(guī) 表面的平面度，90。棱鏡的直角誤差及角錐棱鏡 單角和綜合誤差。 1 主要數(shù)據(jù)、ri - m標(biāo)冷平i（a面）耕度凰片 1 第一標(biāo)準(zhǔn)平面（A面），不鍍膜。工作直徑：Dl=0

3、146mm不平度小于0 .02nm（A/30） 2、第二標(biāo)準(zhǔn)平面（B面），不鍍 膜。工作直徑：D2=014Omm不彳度小于003nm（A/20） 3、準(zhǔn)直系統(tǒng)：孔徑F/2.8,工作直徑：DO =t）146mm 焦距：f=400mm。4、測微目鏡:焦距 f 二 16.7mm ,放大倍數(shù)8= 15 X,視場角2u）= 400, 成象物鏡：I、D = 4. 5II、D = 7III、D = 10 f = 1 5 f = 23f = 375、工作波長：632.8nm6、干涉室尺寸：深 26ox 寬 300 x 190mm。7、光源規(guī)格：激光ZN 18（He-Ne）o8、儀器的外形尺寸：長 / 寬 /

4、高 350 / 400 / 720mm9、儀器重量：100公斤 2 儀器結(jié)構(gòu)以檢測光學(xué)平面為例。（1）、光學(xué)結(jié)構(gòu)：由組合星點d發(fā)出的單色 光經(jīng)棱鏡Q后，投向主鏡表 面折射為平行光后，射向主 鏡下表面（A面）及被測光 學(xué)平面，A面和被測光學(xué)平 面反射回來的光重疊相干后， 經(jīng)棱鏡G?反射，進入接收件。 星點可由激光管G,棱鏡 G6.光源強度調(diào)節(jié)發(fā)散鏡G? 組成。接收件可以由人眼 G10,成象物鏡G】5和測微目 鏡或由分光棱鏡G2 可動小孔Gu和攝像頭G4組 成的攝像系統(tǒng)。 (2) 儀器光路圖及光學(xué)零部件儀器光路圖圖十目視頭.測微目鏡與成象物鏡光學(xué)零部件圖丿L激光管借助于手輪8調(diào)節(jié)十涉條紋。凹型臺有

5、平行槽,工作臺及激光電源箱 （3）、機械結(jié)構(gòu)：箱體1聯(lián)系各部件、導(dǎo) 軌2借助螺釘3固定光 源，壓圈4固定接收器 件。門可卸下去不用。 底面7下有微調(diào)機構(gòu)，借助于插入工作臺。工 作臺上有調(diào)節(jié)手輪，可 粗調(diào)干涉條紋。（參考 圖七）3各種情況下干涉條紋概述（1）如果M,波 面）之間存在楔角6貝u 兩波面疊加相干時，得到 平行的、直線的、等間距 的一系列干涉條紋。圖a、b反映的是M、M2的 平行度誤差,B為條紋間隔.8愈大,B愈小，條紋愈密，窄（圖四a）;6愈小，B愈大，條紋愈疏，寬（圖四b）;B = B =習(xí)涉場為一片顏色（圖四c ）如果被檢系統(tǒng)P2存在缺陷，則反射波面M2將產(chǎn)生對Ml的某些偏離，此

6、時將產(chǎn)生與圖四不同的干涉條紋。如M2是一半徑很大的球面波，則可能得到弧形的干涉條紋（圖五a）。-（3）如M2是一半徑不是很大的球面波，則可能得到一系列圓環(huán)形的干涉條紋（圖五b） O （4）如M2是柱面的波形，則可能得到一系列直線 的平行的，但間距不等的干涉條紋，也可能得到彎曲的，但不是圓弧狀的干涉條紋（圖六2）。如果lZ）2是一個不規(guī)則的波面，則得到相應(yīng)不規(guī)則的干涉條紋（圖六b） 0ab三、面形誤差測量1測量局部誤差1=ANXI2測整個面形誤差（用N）N光圈數(shù)不足一個光圈數(shù)相鄰條紋之間對應(yīng)平板的厚度變化Ah=hmU- hm =V（2n）SN = G2=n29AN粗糙度用6表示；平面度誤差：誤差不足于入/2,用厲（圖 右邊）表示精度高誤差大于入/2,用6表示一一精 度稍低一點粗糙度（&）（）口一4、激光球面干涉儀常用的三種系統(tǒng)被測凸（或凹） 球面1 反射面作標(biāo)準(zhǔn)面當(dāng)球心或球頂與L 的焦點尸重合時， 兩出瞳重合，干涉 條紋寬度無窮大。兩次出現(xiàn)條紋寬 度無窮大，球面沿 光軸移動的距離即 球面半徑R（或R?）（