白光干涉中的光学相移原理

一、基本原理

在白光干涉仪中，光源发出的光经过扩束准直后，通过分光棱镜被分成两束相干光：一束作为参考光，另一束作为待测光。这两束光在空间某点相遇时，会产生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹。干涉条纹的形态和位置取决于两束光的相位差，而相位差则与它们经过的光程差有关。

 

光学相移原理是通过多次等距改变参考光和待测光之间的光程差，实现干涉信号的相位调制。这种相位调制会导致干涉条纹的移动或变化，通过测量干涉条纹的变化量，可以计算出相位差，进而得到待测物体的相关信息。

 

二、相移算法

相移算法是实现光学相移原理的关键技术。它通过多次等距改变光程差，获得多幅干涉图，并从干涉图组中提取出视场各位置处的干涉光强。然后，将这些光强代入相应的相移算法公式中，计算出视场中各位置处的相位。最后，结合白光干涉信号的光强峰值，可以找到零光程差位置（ZOPD）的粗略位置，并计算得到样品的相对高度信息。

 

常用的相移算法包括三步相移法、五步相移法等。这些算法通过不同的相位调制方式和数据处理方法，可以实现高精度的相位测量。

 

三、应用

白光干涉中的光学相移原理广泛应用于科学研究和工业领域。在科学研究中，它可用于测量微小物体的长度、形状和表面质量等；在工业领域，它可用于检测机械零件的精度和表面状态等。此外，白光干涉技术还可用于测量材料的折射率、厚度以及微纳结构的尺寸和形状等信息。

 

四、优势

白光干涉技术具有高精度、高灵敏度和非接触式测量等优点。它能够实现纳米级别的测量精度，并且不会对被测物体造成损伤。此外，白光干涉技术还具有测量速度快、操作简便等优点，使得它在科学研究和工业生产中具有广泛的应用前景。

 

综上所述，白光干涉中的光学相移原理是一项重要的干涉测量技术原理。它基于光的波动性和相干性，通过改变光程差实现干涉信号的相位调制，进而获取待测物体的相关信息。这种原理在科学研究和工业领域具有广泛的应用前景和重要的研究价值。

TopMap Micro View白光干涉3D轮廓仪

一款可以“实时”动态/静态 微纳级3D轮廓测量的白光干涉仪

1)一改传统白光干涉操作复杂的问题，实现一键智能聚焦扫描，亚纳米精度下实现卓越的重复性表现。

2)系统集成CST连续扫描技术，Z向测量范围高达100mm，不受物镜放大倍率的影响的高精度垂直分辨率，为复杂形貌测量提供全面解决方案。

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实际案例

 

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2，毫米级视野，实现5nm-有机油膜厚度扫描

 

3，卓越的“高深宽比”测量能力，实现光刻图形凹槽深度和开口宽度测量。