白光干涉仪如何获得高度信息丨科普篇

 

就 ” 白光 -干涉- 高度” 三个内容， 小优博士带大家一起了解白光干涉仪是如何获得高度。

 

 

一、什么是白光？

 

可见光波长范围390nm - 780nm， 最短是紫光,其次蓝光、青光、绿光、黄光、橙光、红光。

白光是复合光，白光干涉仪的光源波长一般在500nm附近。
 

 

 

 

二、光干涉

 

1. 什么是光干涉

两列频率相同、相位差恒定、振动方向一致的相干光源能产生光的干涉。

 

 

 

2. 如何产生光干涉

通过分束器，将光一束打到物体表面，一束打到参考镜。 

光反射回来时光程差相等时即可产生光干涉。

 

 

 

三、获取高度 和 获取高度的常用方法

 

 

点A和B的干涉条纹的亮度峰值之间的差，就表示高度差。
 

 

方法1 ：通过PSI 相移干涉  获得高度差

相移干涉法使用特定波长范围内的光源来确认目标面反射光和参考面反射光之间的光干涉。

目标面的反射光和参考面的反射光之间的相位为Ø，距离参考面的高度为h，则Ø=4h/λ。

借助相位测量法，可使用雅典扫描器等传动器移动测量面的光路，计算以1/4波长移动光路时获得的多个干涉条纹的相位差（Ø），然后将其转换为高度h。

 

 

方法2：通过VSI垂直扫描干涉 获得高度差

物镜以一定的间隔移动，以便确定每一阶的干涉条纹的亮度。

当测量面的光路和参考面的光路长度相等时，干涉条纹的亮度达到最高。

通过确定CCD光接收元件中每点最大干涉条纹亮度的Z轴高度可测出3D轮廓即高度差。

 

 

 

 

四、白光干涉仪获取高度信息图例

 

（例）通过PSI 相移干涉，获得激光镭雕的高度&三维形貌。