ZYGO干涉仪说明书

迈克尔逊干涉仪的调节和使用教学目的1、了解光的干涉花样形成的原理，能区别等倾干涉和等厚干涉；2、学会使用迈克尔逊干涉仪，并能用其测量激光的波长；3、形成实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风。

重难点重点：迈克尔逊干涉仪的调整和使用难点：1）干涉花样形成的原理；2）白光干涉图样的调节教学方法讲授与演示相结合学时3学时一、实验简介光的干涉是重要的光学现象之一，是光的波动性的重要实验依据。

两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的相干光在空间相交区域将会发生相互加强或减弱现象，即光的干涉现象。

相干光源的获取除用激光外，在实验室中一般是将同一光源采用分波阵面或分振幅两种方法获得，并使其在空间经不同路径后会合产生干涉。

根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以测出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等，因此干涉现象在照相技术、测量技术、平面角检测技术、材料应力及形变研究等领域有着广泛地应用。

在物理学史上，迈克尔逊曾用自己发明的光学干涉仪器进行实验，精确地测量微小“长度”，否定了“以太”的存在，这个著名实验为近代物理学的诞生和兴起开辟了道路，1907年获诺贝尔奖。

迈克尔逊干涉仪原理简明，构思巧妙，堪称精密光学仪器的典范。

随着对仪器的不断改进，还能用于光谱线精细结构的研究和利用光波标定标准米尺等实验。

目前，根据迈克尔逊干涉仪的基本原理，研制的各种精密仪器已广泛地应用于生产生活和科技领域。

如观察干涉现象，研究许多物理因素（如温度、压强、电场、磁场等）对光传播的影响，测波长、测折射率等。

二、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉花样的形成原理；2、学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法；3、观察等倾干涉条纹，测量He Ne -激光的波长；4、了解钠光、白光干涉花样的特点。

在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉等效于膜'12,M M 的薄膜干涉。

两束光的光程差为：（一）、扩展光源产生的干涉图（定域干涉）1、1M 和'2M 严格平行——等倾干涉条纹特点：1）明暗相间的同心圆纹，条纹定域在 无穷远（需用会聚透镜成像在光屏上）；2）中心级次最高，2k d =； 3）d 增大，条纹从中心向外“涌出”， d 减小，条纹向中心“陷入”，每“涌出” 或“陷入”一个条纹，间距的改变为2λ，“涌出”和“陷入”的交接点为0d =情况（无条纹）。

精密仪器仪表使用方法说明书尊敬的用户：感谢您选择使用本公司的精密仪器仪表。

为了确保您能够正确、高效地使用该仪器仪表，特为您准备了本使用方法说明书。

请您仔细阅读并按照说明进行操作。

一、仪器概述本仪器仪表采用先进的技术和优质的材料制造而成，具有精度高、稳定性好、使用寿命长等特点。

主要适用于各种工业、实验室和科研领域，用于测量、监测、控制等目的。

二、安全须知1. 请仔细阅读本说明书并按照操作要求正确使用仪器。

2. 在使用过程中请戴好个人防护设备，确保安全。

三、仪器使用步骤1. 准备工作1.1. 根据实际需求选择适当的使用环境。

1.2. 将仪器连接电源，并确保电源电压与仪器要求相符。

1.3. 检查仪表表面是否有损坏，如有损坏请勿使用。

2. 仪器设置2.1. 打开仪器电源开关，待仪器正常启动。

2.2. 按照仪器屏幕提示进行相关设置，如语言、单位等。

3. 仪器操作3.1. 根据实际需求选择合适的测量模式。

3.2. 按照仪器提示操作测量控制面板。

3.3. 观察仪器显示屏上的数据，并进行相关分析。

4. 仪器维护4.1. 使用完毕后，请将仪器从电源中断开。

4.2. 清洁仪器表面，确保无积尘、油污等。

4.3. 定期检查仪器的连接线路，确保无松动或损坏。

四、故障排除以下为常见故障及解决方法，若出现其他故障，请联系本公司售后服务部门。

1. 仪表未正常启动解决方法：检查电源连接是否稳定，确保电源正常。

2. 数据显示不准确解决方法：检查传感器连接是否松动或者损坏，若有问题请更换新的传感器。

3. 仪表指示灯闪烁解决方法：重新启动仪器，并进行相关设置。

五、注意事项1. 请避免在高温、潮湿或者有腐蚀性物质的环境中使用仪器。

2. 请勿将仪器暴露在阳光直射下，以防损坏仪器外壳。

3. 请勿使用不合格的电源进行连接，在电源输入电压范围内使用。

4. 请妥善保管该说明书，以备日后查询和维修使用。

衷心祝愿您能够顺利使用本公司的精密仪器仪表，如有任何疑问或需要进一步帮助，请随时与我们联系。

仪器使用说明书一、介绍本文档旨在向用户提供仪器的详细使用说明。

本仪器为一种高性能的科学研究仪器，可用于各种实验和测量。

在使用之前，请仔细阅读本说明书，以确保正确使用仪器并达到最佳实验效果。

二、安全须知1. 在使用仪器之前，确保已正确接地并插入正确电源电压。

2. 请勿将仪器放置在潮湿或易燃的环境中，以避免发生意外。

3. 在进行操作之前，请先了解所有相关的安全规定，并遵循所有操作规程。

4. 在使用仪器时，请务必佩戴适当的安全防护装备，如手套、护目镜等。

5. 若发现仪器存在任何异常，请立即停止使用并联系相关技术支持人员。

三、仪器介绍1. 外观和基本构造本仪器采用优质材料制成，外观设计简洁美观，便于操作。

2. 主要功能和特点本仪器具有以下主要功能和特点：(1) 高精度测量：仪器可以实时测量并显示准确的数据。

(2) 多种测量模式：用户可以根据需要选择不同的测量模式。

(3) 数据记录：仪器可以自动记录测量数据并生成报告。

(4) 用户友好的界面：仪器的操作界面简单直观，易于使用。

(5) 高效节能：仪器具有节能功能，可延长电池寿命。

四、使用步骤1. 开机和初始化(1) 插入正确的电源线，并接通电源。

(2) 按下电源按钮并等待仪器初始化。

(3) 在初始化完成后，仪器显示将进入待机模式。

2. 参数设置(1) 通过菜单界面进入参数设置，用户可以根据实验要求设置不同的参数。

(2) 设置参数时，请参考本说明书或按照实验要求进行设定。

3. 实验操作(1) 根据实验要求正确放置待测物体。

(2) 打开仪器并选择所需的测量模式。

(3) 根据仪器提示进行相应操作，等待测量完成。

(4) 若需要连续测量多个样品，请按照仪器指示进行操作。

4. 数据分析与处理(1) 测量完成后，仪器将显示测量数据。

(2) 用户可以对数据进行处理和分析，如绘制曲线、计算平均值等。

(3) 用户还可以将数据导出到计算机或其他设备中进行进一步分析。

五、维护和保养1. 清洁定期清洁仪器以确保其正常运行。

zygo dynafiz原理
Zygo DynaFiz是一种用于光学表面形貌测量的技术，它基于
Fizeau干涉仪原理。Fizeau干涉仪是一种常见的干涉仪，利用分束
镜将光分成两束，一束经过样品表面反射，另一束直接到达探测器。
当这两束光重新相遇时，它们会产生干涉图样，通过分析干涉图样
的变化，可以得到样品表面的形貌信息。

Zygo DynaFiz技术结合了Fizeau干涉仪和动态相位测量技术。
动态相位测量技术是一种高灵敏度的相位测量方法，通过在干涉图
样中引入相位变化，可以提高测量的精度和灵敏度。在Zygo
DynaFiz中，通过引入动态相位测量技术，可以实现对样品表面形
貌的高精度测量，甚至可以测量微小的表面形貌变化。

Zygo DynaFiz技术可以广泛应用于光学元件、半导体器件、精
密机械零件等领域，用于表面形貌的快速、精确测量。它的原理和
技术特点使其成为一种重要的光学表面形貌测量工具，有助于提高
制造工艺的精度和质量控制水平。

总的来说，Zygo DynaFiz技术基于Fizeau干涉仪原理，并结
合了动态相位测量技术，通过对干涉图样的分析，实现对样品表面
形貌的精确测量，具有广泛的应用前景和重要的意义。

OpticsInterferometerMichelson Interferometer IIDETERMINE THE REFRACTIVE INDEX OF GLASS.UE403041101/17 JS/ALFBASIC PRINCIPLESThe Michelson interferometer can be used for interferometric measurements of various quantities, such as changes of distance, the thickness of layers, or refractive indices, because the observations are sensitive to very small changes in the optical path length of a partial beam. If the geometrical beam path is kept constant, it is possible to determine refractive indices and variations therein from changes in pressure, temperature, or density.Depending on whether the optical path length is shortened or increased, interference fringes are formed or disappear at the centre of the circular interference pattern. The relationship between the change ∆s in the optical path length, the light wavelength λ, and the number m (positive or negative) of interference fringes that appear or disappear on the screen is described by the equation:(1) λ⋅=∆⋅m s 2.If a glass plate is placed obliquely in the path of one of the partial beams, the optical path length is changed by the amount ∆s (α) given by Equation (2). (2)()()()β-α-⋅β=α∆cos cos n dsd : thickness of the glass plate, n : refractive index of the glass, α: angle of incidence on the plate, β: angle of refraction into the plate.According to Snell’s law of refraction, α and β are connected by the relationship:(3) β⋅=αsin si n nIf the glass plate is first placed exactly perpendicular to the beam and is then turned from that position through the angle α the resulting change in the optical path length is:(4)()()()()()1cos cos 0-⋅-β-α-⋅β=∆-α∆=∆n d n ds s sBy making a slight modification, the Michelson interferometer can be converted into a Twyman-Green interferometer, an instrument for measuring the surface qualityof optical components. A Twyman-Green interferometer is normally understood to mean an instrument in which the (laser) light beam is expanded and formed into a parallel beam. However, for the qualitative understanding of the principle, a beam that is divergent rather than parallel can be used.Fig.1: Experiment set-up for determining the refractive index of glass using a Michelson interferometerLIST OF APPARATUS1 Interferometer 1002651 (U10350) 1 Accessory Set for the Interferometer 1002652 (U10351) 1 He-Ne Laser 1003165 (U21840)SET-UPNote: The height of the light beam above the baseplate must be 60 – 62 mm.∙Place the interferometer on a stable and firm table with its base as accurately horizontal as possible.∙Mount the laser on the laser support using the hexagonal adjusting screw and position it facing as directly as possible into the beam-diverging lens.∙Remove the fixed mirror and the beam splitter.∙Loosen the knurled screw of the diverging lens and swing the lens out of the path of the beam.∙Adjust the position of the laser so that its beam falls on the centre of the moveable mirror and the reflected beam falls centrally on the laser.∙Swing the diverging lens back into the beam path and correct the beam path so that it also falls on the centre of the lens.∙Swing the diverging lens out of the path of the beam again.∙Mount the fixed mirror and, using the adjusting screws, set it so that the distance between the mirror mounting plate and the actual mirror support is about 5-6 mm and is uniform all around.∙Mount the beam splitter with its half-silvered side (marked with a triangle) towards the near left corner (between the laser and the fixed mirror), and adjust it so that the two brightest points that are visible on the observation screen lie as nearly as possible on a vertical line.∙Adjust the fixed mirror so that these two brightest points on the screen are made to coincide exactly.∙Swing the diverging lens back into the beam, adjust it so that the brightest part of the image is at the centre of the screen, and fix it in position with the screw.∙Tilt the screen slightly from the vertical position so that the observer sees a bright and clear image.∙Readjust the fixed mirror so as to obtain interference rings centred at the middle of the screen. EXPERIMENT PROCEDUREDetermine the refractive index of glass:∙Place the glass plate with the rotatable holder in the front partial beam.∙Make a slight adjustment to the moveable mirror so that the interference rings remain at the middle of the screen.∙Rotate the glass plate back and forth slightly about the 0° mark to determine the angle α0 at which new interference rings cease to form and they start to disappear instead.∙Readjust the beam splitter so that the angle α0 is as close as possible to the 0° mark.∙Starting from the angle α0, slowly rotate the glass plate and carefully count the number of rings that disappear, m. Application of Twyman-Green interferometer to evaluate the surface quality of a strip of adhesive tape:∙Place the glass plate with the rotatable holder in the front partial beam in such a position that the beam also falls on the adhesive tape on the glass.∙Make a slight adjustment to the moveable mirror so that the interference rings remain at the middle of the screen. SAMPLE MEASUREMENTS AND EVALUATIONDetermine the refractive index of glass:Table 1: The number m of interference rings that disappear and the calculated change in path length.3B Scientific GmbH, Rudorffweg 8, 21031 Hamburg, Germany, 1015αm λ / μmFig. 2: Change in path length calculated from the number m ofinterference rings that disappear when a glass plate is rotated through the angle αFigure 2 shows, as a function of α, the change in path length calculated from the number m of interference rings that disappear when a glass plate in the beam is rotated through the angle α from the position perpendicular to the beam. The wavelength used in the calculation was λ = 632.8 nm, the wavelength of the He-Ne laser.The theoretical curve in Figure 2 was calculated from Equation 4, with the values d = 4 mm for the thickness of the plate and n = 1.5 for the refractive index of glass.Application of Twyman-Green interferometer to evaluate the surface quality of a strip of adhesive tape:On the right-hand side of the screen the interference rings are regular and well-defined. On the left-hand side, however, they are distorted and blurred, and sometimes there are bright dots in regions that should be dark and vice versa.Since even very small differences in the thickness of a film can shift the interference rings, it is reasonable to conclude that the distortion of the rings is caused by the irregular and undulating surface of the adhesive tape.。

zygo激光干涉仪原理
ZYGO激光干涉仪是一种精密光学测量设备，利用干涉原理测量光程差来评估物体表面的形状和大小。

该设备通过发射激光光束，并将其分为两个光路，然后将这两个光路重新合并，形成一系列干涉带。

当测量物体表面发生微小变形时，两条光线的光程差就会发生变化，因此干涉带也会发生变化。

该变化通过计算和分析验证，可以得出物体表面的形状和大小的毫米级测量精度。

ZYGO激光干涉仪主要应用于半导体、光学和航空航天等领域的研究中，以提高产品质量和性能。

zygo激光干涉仪原理
zygo激光干涉仪使用的是Michelson干涉仪的原理。

Michelson 干涉仪是一种基于光的干涉原理进行测量的仪器。

其基本原理是将激光分成两路，经过反射镜反射后再汇聚到一起，形成干涉条纹，通过测量干涉条纹的形态和位移，可以得到被测物体的形状和表面高度变化等参数。

zygo激光干涉仪使用的是双频激光干涉原理，其优点是干涉条纹的稳定性高、测量精度高、适用于复杂表面、具有三维测量功能等。

其基本原理是利用激光的相位差来测量物体表面的高度差异，通过调整激光波长差来调整干涉条纹的间距和形态，从而实现对物体表面高度的测量。

总之，zygo激光干涉仪是一种高精度、高稳定性的测量仪器，可以广泛应用于机械制造、光学制造、电子制造、医学等领域。

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瀚考克光电科技有限公司

XL-80激光干涉仪系统机床及坐标测量机按照国际标准验证机床和坐标测量机的精品工具研究及计量供校准和研究实验室使用的可溯源性测量运动系统独特动态性能，实现高速、高分辨率检测Renishaw设计、制造和提供激光干涉仪系统已有二十多年的历史。

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其使用更快捷、方便，且保留了纯粹干涉测量系统的优点，该系统结合了成熟的技术及丰富的经验，使得Renishaw激光系统成为全球用户的首选系统。

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XL-80激光系统X L -80激光系统可以产生极其稳定的激光光束，采用的波长可溯源至国家和国际标准。

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这种优异的性能是通过动态热控制技术将激光管长度变化控制在纳米范围内而完成的。

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读数以50 kHZ 频率读取，最高线性测量速度可达 4 m/s ，即使在最高速度下线性分辨率仍可达1 nm 。

由于XL 系统的所有测量项目（不仅仅是线性测量）均采用激光干涉原理，您可以充分信赖所有的测量精度。

该新型系统的基础组件是一个轻型激光头 (XL-80) 和一个独立的补偿单元系统 (XC-80)XL80和XC80可经由USB 直接与计算机连接，无需单独的接口。

激光系统的标准配置还具有一个辅助模拟信号输出，正交输出为工厂设定选项。

第一章：为何使用干涉仪做检测1-1干涉度量学第一章为什么要使用干涉仪检测首先我们要先了解，什么是干涉度量学？所谓干涉度量学是指利用光干涉的效应来量测特定物理量的方法, 也就是说藉由观察干涉条纹的变化, 来量测出待测物的特征1-2何谓干涉仪干涉仪是什么? 一般来说, 只要是利用光干涉的原理来量测的仪器便可以称为干涉仪, 但是干涉仪的种类众多且多变化, 因此本课程中将针对最为外界常用之种类作介绍1-3干涉仪之优缺点干涉仪的优点及缺点第一高精度以光学组件来说, 因为组件的微小变化均会严重改变原有的光学质量，因此必须要有非常精确的量测仪器, 干涉仪具有精度非常高的优点, 最高可达1/100的波长甚至到1/1000的波长, 波长是指干涉仪中使用光源的波长值.举例来说：一般干涉仪的波长为632.8( nm ),而632.8的百分之一约为6个(nm) , 目前的奈米科技是在这个尺度, 甚至有些更好的干涉仪可以到0.6个(nm ),从此可以看出干涉仪的精度有多好了第二章：非球面玻璃模造的原理第二. 非接触式量测另一种量测用的轮廓仪是使用接触式的量测方式, 即使目前已可以微调接触的力量, 但对于表面较脆弱的被量测物是否真的完全不会造成损害则仍无法确定.而当用干涉仪量测时, 是把光照射到被量测的物体上, 所以干涉仪上的探针也就是光, 并不会对物体表面照成任何伤害第三使用探针来量测时无法一次量测所有的面积, 而可能必需分很多扫瞄线去量测, 相对来说, 干涉仪的量测速度就非常快了, 可能几秒钟就量完了, 而不需要等待几个小时的时间.第四则是干涉仪的缺点, 一个操作员在会使用干涉仪却不太清楚干涉仪的使用限制、条件及原理的时候, 可能会量测到不是他所要的东西, 而且, 因为干涉仪是用光线量测, 在调整上也会花费多的时间, 可能量测结果只要花几秒钟, 但事前的调整却要花费几十分钟甚至数个小时.第二章：干涉仪工作原理2-1光干涉2-1.1为何光有干涉现象干涉仪工作原理我们是用干涉仪量测, 所以先要了解什么是光干涉? 为什么光有干涉现象?光的干涉现象有二个原因, 第一光像是波一样, 具有波的特性, 我们在丢一块小石子在池塘中, 就会看到很多涟漪向外扩散传播, 这就是波, 而光就可以用波来描述. 第二波的迭加原理, 我们之所以能够看到干涉条纹的明暗变化, 就是因为迭加原理所造成的,这是二个造成光干涉现象的基本条件除此之外, 偏振光的特性, 是否同相位的特性也是造成光干涉现象的条件.2-1-2由迭加原理说明干涉现象由迭加原理说明干涉现象：1. 破坏性干涉如上图所示, 假设蓝色波的最高值与红色波的最低值在同一位置时, 其相加数值为0, 所以当蓝色及红色二个波一起出现的时候, 迭加起来就会变成中间的黑线, 因为光具有波的特性, 所以如果2个波长彼此正好相差一半的波长时, 也就是相位差π时, 画面就会呈现全亮或全暗而完全看不到条纹, 以上图来看因为蓝色波的最高点到红色波的最高点距离相差π, 此时我们就称做破坏性干涉2. 建设性干涉如下图所示,假设蓝色波与红色波的最高值在同一位置时,其相加数值就是2,当蓝色波与红色波完全重迭在一起时, 迭加起来就会变成较高的黑线, 当我们肉眼看到时, 黑线的最高点就会变亮, 最低点则较暗, 而会有明暗的线条变化, 我们就称做建设性干涉当蓝色波与红色波的相加数值为0～2以内时, 波长会较为平缓, 就会产生灰阶的渐层条纹变化了.2-1-3干涉条纹之定量描述对建设性干涉而言, 2个波的差异需满足公式: opt ical path(n*d)=mλ optical path是光程差, 光程差是指2个波的差异,当2道光从A点跑到B点时, 距离为d及d', 因此有一道波跑了nd, 另一道波跑了nd' 那么2道光的差异为n(d'-d), 也可以变成nd2'.如果nd2'为波长λ的整数倍时, 就会有明暗的条纹变化, 也就是建设性干涉而相反的当nd2'刚好为二分之一波长的技术倍时便产生破坏性干涉条纹，公式为:optical path(n*d)=mλ/22-1-4双光束干涉之数学描述双光束干涉之数学描述：假设2道光做干涉，这两到光的光强度分别为I1,I2，那么当这两道光产生干涉时便符合上述的公式.其中:I1+I2为干涉条纹的DC项,根号(I1I2)为干涉条纹的振幅大小，最后Cos(Delta)为相位项,其中Delta扁是前面所提到的光程差.所以当光程差变化时，可以知道干涉条纹也会随着变化2-2如何判断干涉条纹2-2-1干涉条纹种类那么我们如何判断干涉条纹?因为我们不是随时随地都可以方便的使用干涉仪并藉由计算机来分析, 所以我们必须用肉眼来判断, 这也是最快最方便的方式.干涉条纹的种类有2种:第一个是等厚度干涉条纹, 在等厚度干涉条纹中明暗的条纹会呈现等间隔的情形, 而且每个相邻的条纹代表相同的厚度间隔.假设横线为标准面, 斜线为一个斜率固定的待测面, 当光线打过来的时候会产生折射现象, 我们在第一个射入点做一条与标准面平行的虚线, 在待测面会有光a反射回去, 在标准面时也会有光b反射回去从图可以看出光线a及b所通过的路径是不同的，而当光程差恰为波长的整数倍时，就可以看到相同间隔的干涉条纹第二个是等倾度干涉条纹, 是由相同角度的光线所形成的干涉条纹, P1这一点有一个干涉条纹, 它的来源是由4条实线所造成的, 而这4条实线对这个物体表面来说, 则是同一个角度的光所造成的, 因为物体为圆形, 所以会造成对称的效果.而4条虚线则是由另一个角度的光所造成的, 并进而产生P2点的一个干涉条纹.因此由同样角度光线形成的干涉条纹我们就称为等倾度干涉条纹,不过在实际的应用上, 等厚度干涉条纹与等倾度干涉条纹是可能同时出现的.2-2-2-1 干涉条纹判断应用实例一干涉条纹判断应用实例：应用一:表面平整性-如果我们想从干涉图了解物体表面的平整性好不好, 可以在干涉图上画一个以中心为准的十字线, 数数看从中心点起, 在X方向上的条纹数及Y方向上的条纹数量有几个,这个量在光学工厂中是最常使用的, 当我们要求师父磨一个镜片时, 就可以告知我们对表面平整性的需求, 在X方向与Y方向上的误差范围容忍度是多少.从图上来看, X方向上有1个条纹, Y方向上则有3个条纹, 也就是说, 这个待测的组件, 在X方向与Y方向上的变化程度不一样, 这个变化程度就定义为表面平整性Surface irregularity同时差异量最大的地方我们定义为: POWER, 也就是Y方向的3, 而irregularity是看X方向与Y方向上的差异量, 也就是2, 所以从上图的干涉条纹我们可以知道待测物的Power为3、irregularity 为2 那到底什么是POWER, 什么是irregularity ?假设我们看的组件是眼镜的镜片, 从侧面看, 当有光打过来时镜片会聚焦, 不同的弯曲量聚焦的程度就会不一样, 我们称为放大率, , 而面的弯曲程度就定义为POWER. 而在镜片上的X方向与Y方向的弯曲程度会可能不同, 也就是说POWER不一样, 我们就称为Surface irregularity, 现在我们已经知道这个干涉图条纹的表示为3/2, 那么这个数字是代表多少? 他的单位就是波长, 一般的雷射为632.8( )波长, 3/2 的3是指3个波长, 2是指2个波长, 在光学组件的计算之中通常是以波长来表示的.2-2-2-2 干涉条纹判断应用实例一在前面提到在干涉仪量测中多用波长作为单位所以我们还要注意到使用的干涉仪波长是多少假设同一镜片, 由A厂商使用λ=500的干涉仪, 判读数据为3/2, B厂商使用λ=600的干涉仪, 判读数据也是3/2,那么使用500λ干涉仪的A厂商所判读的数据必定是较好的, 因为波长愈短的, 转换为数据时也会相对较小, 所以除了判读干涉图的数据之外, 还要注意干涉所使用的波长是否和要求相符才能得到最正确的结果.2-2-2-3 干涉条纹判断应用实例一接下来的例子, 我们要看的一样是POWER和irregularity我们可以从图A来判读POWER和irregularity 是多少?加上十字坐标之后, X方向上有2.5个条纹, Y方向上则有1.5个条纹, 所以这个镜片的最大弯曲量是2.5, X与Y的差距量是1, 但是这个干涉图的结果却不是 2.5/1当X方向与Y方向待测面的弯曲方向相同时, irregularity为2者相减, 但X方向与Y方向待测面的弯曲方向不同时, irregularity则为两者相加.当X方向与Y方向待测面的弯曲方向相同时, POWER取最大值, 但X方向与Y方向待测面的弯曲方向不同时,POWER相减.所以从这个图来判读的irregularity为1.5+2.5=4, X方向与Y方向可以视为同一个面, 所以POWER是2.5-1.5=1, 因此, 我们必须先知道所量测的是什么物体, 否则所求得的数据也有可能是错误的.2-2-2-4 干涉条纹判断应用实例一接下来我们来看看几种常见的干涉条纹：我们要注意的一件事是, 在这些图中的干涉条纹都是由待测物和一个标准平面比较所造成的, 一旦比较条纹变了, 所造成的条纹也会全部改变, 而且相对应的状况也会完全不同.左侧Without tilt为: 当没有倾斜效应进来的时候, 不同的待测面所产生的条纹变化右侧With tilt则是: 当倾斜效应进来的时候, 不同的待测面所产生的条纹变化当待测面为为平面时1或是2, Without tilt 会看不到条纹当待测面为弯曲面3时, Without tilt 会呈现边缘较密, 间距不等的同心圆条纹当待测面是球面4时, Without tilt 则会呈现间距较为相等的同心圆条纹假设标准面为平面, 3的待测物形状可能为双曲线或椭球, 所以厚度变化较为剧烈, 4的待测物则可能为球面或接近球面的形状,所以在做干涉仪量测, 想判断干涉条纹的形状时, 必须先了解待测物体的形状, 或者是由干涉条纹的形状, 来判断待测物体2-2-2-5 干涉条纹判断应用实例二因为干涉条纹会随着参考面的不同而不同, 所以当我想知道待测面的形状时, 就必须先知道标准面的形状是什么?现在我们以同一形状的待测物-凸透镜为例当待测物为一个球面, 而参考面为一标准平面时,其干涉条纹可能为一同心圆分布, 但若参考面改为标准曲率之球面时,其干涉条纹则可能成为直线分布,发生同一待侧面却有不同干涉条纹分布的原因, 在于干涉条纹所看到的是待侧面与参考面之间的差异,因此, 如果要判断哪一个干涉条纹的待测物是球面, 就必须先了解, 量测时所参考的参考是什么?才能正确藉由干涉条纹判断出待测之面形.第三章：干涉仪种类3-1 Newton Interferometer干涉仪的种类非常的多, 在这里所介绍的是五种最常见的干涉仪.第1个是Newton Interferometer牛顿干涉仪左边的Quasimonochromatic point source是一个几近单波长的点光源, Quasimonochromatic 为单波长的意思, point source是点光源.点光源经过透镜变成平行光后, 打到下方椭圆形待测物上, 这个待测物可能为透镜之类的物体, 待测物下方的平面Optical flat 则是参考面, 通常做为参考面的平整度, 也就是Surface irregularity, 必须要1/10λ以上, 分母愈大就表示其平整度愈3-2 Michelson Interferometer第2个是麦克森干涉仪Michelson Interferometer.当麦克森干涉仪和牛顿干涉仪做比较时, 会发现它并不是一个点光源, 光源有些散开, 光线在经过第一块镜片之后透过中间的分光镜O, 使得一部份的光反射到反射镜M2再反射回分光镜O, 而一部份的光则穿透补偿片C, 到达反射镜M1之后才反射回分光镜O合成同一道光, 并且将结果打到D(Detector)上, 因此我们就可以在Detector上看到一圈一圈的条纹, 也就是干涉图A了. 所以麦克森干涉仪通常用来量测距离的变化当我们要量测距离时, 只要先量测出原来的干涉条纹A之后, 再将反射镜M2往后移, 量测出干涉条纹B, 然后就可以从条纹A~B的变化算出距离3-3 Fizeau Interferometer (一)第3个是斐洛干涉仪Fizeau Interferometer是目前一般最常见的干涉仪, 也是架构最简单, 量测最方便的一种.左上方的laser becm 雷射光源, 雷射光源是非常好的单波长光源, 经过中间的几道程序之后, 在经过Reference flat 参考面时, 部份光被反射, 部份光则穿透至flat under fest待测面上后再反射回去, 因此我们看到的结果是参考面与待测面的差异, 当参考面不同时, 所测出的待测面条纹也会不同.这种干涉仪的缺点是: 容易受风向、震动、与空气变化等的外力影响, 必须放在密闭室内的防震桌上, 才能清楚看到干涉条纹, 所以又称为非共路径干涉仪.3-3 Fizeau Interferometer (二)Fizeau Interferometer这2种是由2家有名的仪器公司制造的斐洛干涉仪左图是ZYGO公司所制造的斐洛干涉仪,而右图则是VEECO公司的斐洛干涉仪,一般光学公司在采购较好的干涉仪设备时, 通常是以这2家公司的仪器为采购标准.3-4 Mach-Zehnder Interferometer第4个是Mach-Zehnder 干涉仪左下方的光源Extended source, 为一与麦克森干涉仪相似的扩展光源, 光源经过第一个Beam-splitter之后分为二道, 各别经过一片Mirror反射镜, 再经过第二个Beam-splitter合成一道光之后, 将结果打到Detector上.因为中间分为二道光源的关系, 在空间及距离上可以做较大的调整, 所以比较适合量测体积大或穿透性大的物体, 例如: 我们可以用来量测大面积的玻璃.将待测物放在路径上的第一个Beam-splitter与Mirror反射镜之间, 我们就可以看到路径A、路径B与待测物之间的差异.这也是一个非共路径干涉仪, 它的缺点是: 容易受空气变化等的外力影响,优点是: 可以量测体积或面积较大的物体.3-6 Twyman-Green Interferometer第5个是Twyman-Green 干涉仪Twyman-Green 干涉仪和麦克森干涉仪很相似.当一道光源进来, 经过BEAM EXPANDER将光源变得比较大束后, 经由中间的BEAMSPLITTER 分为二道光, 反射回来之后再回到侦测器,上每种干涉仪都有各自不同的应用范围、方向和限制.第四章：实际检测方法4-1可应用范围干涉仪可以应用的范围:1. 是表面的形状2. 是曲率测试3. 是表面平整度或表粗糙度4. 可以量测玻璃二侧的面是否够平整5. 角度测试, 有些光学组件是有角度的, 可藉此量测其准度6. 应力测试, 例如眼镜或相机镜头, 当必须以其它对象夹住玻璃时, 可以测试该玻璃的变形量.4-2 干涉仪应用于液晶投影机组件检验那么干涉仪到底应用在那些液晶投影机组件的检验:例如: X-cube是液晶投影机中把RGB三个色光合在一起的重要组件, 我们有几种检测它的方式:第1 是量测表面平整性:我们使用的是WYKO 6000的斐洛干涉仪, 仪器的前面标准参考面, 光源由参考面打到待测物的第一个面时会反射, 我们看到的是它的差异度, 也因此可以量测出待测面的表面平整度.并由计算机直接判读出正确的数据结果.如果我们拿一张不透光的白纸遮住其中一边的光, 那么被遮住的部份就不会再有光从下方出现, 而只显示出一部份的反射条纹.第2 是量测内反射面的平整度:光源由参考面打到待测物的第一个面时会反射,但是也可以打进待测物里面, 经由反射的过程再反射回参考面,也就是就, 使用同一个架构可以量测到物体的二面, 那么要知道我们量测的到底是哪一个面? 如果我们拿一张不透光的白纸遮住其中一边的光, 那么被遮住的部份就不会再有光从下方出现, 但会显示出没被遮住的部份反射条纹, 那么所测得的就是表面平整度. 而内反射的光源是由上方打入待测物中, 再经由反射从下方出来, 所以如果我们拿一张不透光的白纸遮住上方的光, 那么就不会再有光从下方出现, 这样就能得知目前所量测的是内反射面平整度了.第3 是量测内反射面的角度误差:这是X-cube的侧面图, 理论上都会尽量要求达到接近90度, 所以我们也可以用干涉仪来量测内反射面的角度误差第4 量测穿透波面的平整度:光在投影机中必须是穿透的, 如果X-cube有一些瑕疵的话, 显示出来的影像就会不漂亮, 所以就必须量测其穿透波的平整度.当光源从上方打出来, 透过待测物打到标准反射镜片时, 再反射回去, 如果待测物的放置位置是平整的, 那么每一道光都会循原来的途径反射回去, 可能会分不清楚到底是哪一个面所产生的干涉条纹. 这时可以调整待测物平台的倾斜度, 使部份光不会进到干涉仪中, 那么就可以很清楚的看到干涉条纹了.Aperture:In television optics, it is the effective diameter of the lens that controls the amount of light reaching the photoconductive or photo emitting image pickup sensorANSI Lumens:ANSI stands for American National Standards Institute. It is a standard for measuring light output. Different lamps play a role on light output. Halogen lamps appear dimmer than another metal-halide, even if the two units have the same ANSI lumen rating. T ype of LCDtechnology (active matrix TFT, Poly-Si, passive), type of overall technology (LCD vs. DLP vs. CRT), contrast ratios, among other factors can also affect the end result.ASAP原名为Advanced System Analysis Program，为美国BRO (Breault Research Organization) 公司研发的一套专业光学仿真软件，它可以帮助使用者仿真真实之光学系统，以达到最实际之光学分析结果Dichroic:A mirror or lens that reflects or refracts selective wavelengths of light. Typically used in projector light engines to separate the lamps "white" light into red, green, and blue lightDigital Light Processing (DLP):The commercial name for this technology from T exas Instruments (TI):F-number (f/#)f/# is the ratio of the effictive focal length of an optical system to its clear aperture. For example, a 50mm effictive focal length lens system with a clear aperture of 25mm is f/2.Focal Length (FL)Regarding optical elements and systems: effective focal length (EFL) - Distance from the principle plane to the focal point; front focal length (FFL) - Distance from the vertex of the first lens to the front (left) focal point; back focal length (BFL) - Distance from the vertex of the last lens to the back (right) focal point.LCD:LCD stands for liquid crystal display and comes in many forms, sizes, and resolutions. Its primary purpose is to present a digital image for viewing. A common use of LCDs is as a display on a notebook computerPanel:Also known as a projection panel, LCD projection panel, or plate. The panel is the predecessor of today's projectorsProjector:A projector is a device that integrates a light source, optics system, electronics and display(s) for the purpose of projecting an image from a computer or video device onto a wall or screen for large image viewing.TFT:Thin Film TransistorZoom Lens:A lens with a variable focal length providing the ability to adjust the size of the image on a screen by adjusting the zoom lens, instead of having to move the projector closer or further. ZEMAX：是一套综合性的光学设计软件。

激光干涉仪对三坐标补偿使用说明
激光干涉仪是一种用于测量表面形貌的仪器。

它通过检测激光光束在被测物体表面上的反射或散射，利用干涉原理来测量物体的表面形貌和表面高度差。

三坐标补偿是一种修正测量误差的方法，可以提高测量的准确性和精度。

以下是使用激光干涉仪对三坐标补偿的一般步骤：
1. 准备工作：将激光干涉仪放置于稳定的工作平台上，并连接好电源和通信线路。

确保仪器处于合适的工作温度和湿度条件。

2. 校准仪器：按照激光干涉仪的说明书或操作手册进行仪器的校准，确保仪器的测量精度符合要求。

3. 设置测量参数：根据被测物体的特点和测量需求，设置合适的测量参数，包括光束的功率、扫描速度和光斑的尺寸等。

4. 开始测量：将激光干涉仪对准被测物体表面，并启动测量程序。

仪器会自动扫描并记录表面形貌数据。

5. 数据处理：根据测量得到的数据，进行数据处理和分析，提取出所需的表面形貌信息。

这一过程可以使用专业的激光干涉仪软件或数据处理软件。

6. 三坐标补偿：通过分析测量误差和表面形貌数据，进行三坐标补偿，修正测量结果中的误差，以提高测量的准确性。

需要注意的是，在使用激光干涉仪进行测量时，确保操作环境稳定、无振动，并按照操作手册和相关安全规定进行操作。

当不清楚具体的操作步骤或有任何疑问时，建议咨询仪器的供应商或专业人士的帮助。

1、远程空腔测量。

最典型的应用，是大口径凸球面或凸非球面的测量。

对于菲索干涉仪来说，要测量大口径的凸面，比如300mm凸的球面，首先要产生大于300mm口径的平行光束。

具体尺寸，视参考球面的参数而定。

其次要制作出相应口径的参考球面，该球面的参考面为凹。

一般地，凹面参考面的检测相对容易些，可以获得大于1/10波长的精度。

但是对参考镜的材料要求比较苛刻，需采用最高等级的玻璃。

接下来，就可以进行凸球面的检测了。

此时，干涉仪主机距离被测表面的距离，已经有数米了，振动和气流的影响都会凸显出来。

因而，只有有动态的4D F2000才能进行这样的测量。

实际上，采用F2000干涉仪，采用类似的思路，完全可以自己制造大口径平面相移干涉仪了。

自己需要做的只是大口径准直扩束器和标准参考平面。

以我国目前的制造水平，不是没有可能的。

2、平行平板的测量以往，使用干涉仪对平行平板进行测量时，最大的困难就是样品相互平行的前后表面间的干扰条纹。

通常的做法是在后表面涂凡士林或淋液体，以避免后表面的反射。

很不方便。

F2000采用了短相干的光源，使这一测量难题迎刃而解。

只要平行平板的厚度大于光源的相干长度，就可以直接测量，换言之，只要平行平板的厚度大于0.3mm，F2000就可以直接测量，而无需其它措施。

3、均匀性的测量以往，使用干涉仪进行绝对均匀性测量时，都对样品前后表面的面形有较高要求，并且需要将样品加工成前后面具有一定楔角。

而在检测较大尺寸样品的均匀性时，表面面形精度往往是一大难点。

F2000采用短相干光源实现定位干涉，使得这一系列问题迎刃而解。

只需要保证样品楔角足够小，就可以直接测量，对样品面形精度没有特殊要求。

在样品面形为50波长时，相对测量精度仍然能达到千分之五，精度远高于传统方法。

4、平面元件应力双折射的测量对于元件内应力的测量，一般都是采用应力仪来测量，普通干涉仪都不具备此项功能。

而F2000干涉仪由于采用的是偏振光干涉的原理并且可以实现定位干涉，所以可以通过将两束偏折光同时定位在样品后表面，反射的光信号发生干涉，从而实现应力双折射的测量。