激光干涉儀應(yīng)用干涉法

 

    為了產(chǎn)生高精度的干涉圖（清晰的條紋），有一個(gè)高穩(wěn)定的波長(zhǎng)源是非常重要的，這是用XL-80激光器實(shí)現(xiàn)的?；谶~克爾遜原理的干涉儀有很多種，但是線性干涉儀是最簡(jiǎn)單的一種。在XL-80激光系統(tǒng)中，兩個(gè)反射鏡（用于邁克爾遜激光干涉儀）是后向反射器（棱鏡將入射光沿平行于入射光的方向反射回來）。其中一個(gè)連接到形成參考臂的分束器上。

 

    另一個(gè)回復(fù)反射器形成可變長(zhǎng)度測(cè)量臂，因?yàn)槠渚嚯x相對(duì)于分束器而變化。激光束（1）從XL-80激光頭射出，在偏振分束器處分成兩束（反射（2）和傳輸（3））。這些光束從兩個(gè)后向反射器反射回來，在到達(dá)探測(cè)器之前在分束器處重新組合。

 

    使用后向反射器可確保來自參考臂和測(cè)量臂的光束在分束器處重新組合時(shí)是平行的。重組后的光束到達(dá)探測(cè)器，在那里它們會(huì)以建設(shè)性或破壞性的方式相互干擾。在建設(shè)性干涉過程中，兩束光束同相，兩光束的峰值互相加強(qiáng)，形成明亮的條紋；而在破壞性干涉中，光束相位不一致，一束的峰值被第二束的波谷抵消，形成暗條紋。

 

    激光裝置

 

    探測(cè)器中的光信號(hào)處理允許觀察到這兩個(gè)光束的干涉。測(cè)量臂的位移引起兩束光束相對(duì)相位的變化。這種破壞性和建設(shè)性干涉的循環(huán)導(dǎo)致重組光的強(qiáng)度經(jīng)歷周期性變化。每次測(cè)量臂/后向反射器移動(dòng)316.5nm（即激光波長(zhǎng)的一半）時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)度從亮到暗再到光的變化周期（因?yàn)檫@種移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致光程改變633nm，即激光波長(zhǎng)）。因此，通過使用以下公式計(jì)算循環(huán)次數(shù)來測(cè)量移動(dòng)：

 

    激光干涉儀公式式中，d是位移（以微米為單位），λ是激光的波長(zhǎng)（0.633微米），N是通過的條紋數(shù)。在這些周期內(nèi)，通過相位插值可獲得1nm的更高分辨率。