白光干涉儀如何獲得高度信息丨科普篇

就 ” 白光 -干涉- 高度” 三個(gè)內(nèi)容， 小優(yōu)博士帶大家一起了解白光干涉儀是如何獲得高度。

一、什么是白光？

可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍390nm - 780nm， 最短是紫光,其次藍(lán)光、青光、綠光、黃光、橙光、紅光。

白光是復(fù)合光，白光干涉儀的光源波長(zhǎng)一般在500nm附近。

二、光干涉

1. 什么是光干涉

兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向一致的相干光源能產(chǎn)生光的干涉。

2. 如何產(chǎn)生光干涉

通過(guò)分束器，將光一束打到物體表面，一束打到參考鏡。

光反射回來(lái)時(shí)光程差相等時(shí)即可產(chǎn)生光干涉。

三、獲取高度 和 獲取高度的常用方法

點(diǎn)A和B的干涉條紋的亮度峰值之間的差，就表示高度差。

方法1 ：通過(guò)PSI 相移干涉 獲得高度差

相移干涉法使用特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光源來(lái)確認(rèn)目標(biāo)面反射光和參考面反射光之間的光干涉。

目標(biāo)面的反射光和參考面的反射光之間的相位為?，距離參考面的高度為h，則?=4h/λ。

借助相位測(cè)量法，可使用雅典掃描器等傳動(dòng)器移動(dòng)測(cè)量面的光路，計(jì)算以1/4波長(zhǎng)移動(dòng)光路時(shí)獲得的多個(gè)干涉條紋的相位差（?），然后將其轉(zhuǎn)換為高度h。

方法2：通過(guò)VSI垂直掃描干涉 獲得高度差

物鏡以一定的間隔移動(dòng)，以便確定每一階的干涉條紋的亮度。

當(dāng)測(cè)量面的光路和參考面的光路長(zhǎng)度相等時(shí)，干涉條紋的亮度達(dá)到最高。

通過(guò)確定CCD光接收元件中每點(diǎn)最大干涉條紋亮度的Z軸高度可測(cè)出3D輪廓即高度差。

四、白光干涉儀獲取高度信息圖例

（例）通過(guò)PSI 相移干涉，獲得激光鐳雕的高度&三維形貌。