泰曼-格林干涉仪技术概述

卓力特泰曼-格林干涉仪技术概述1迈克尔逊干涉仪原理简示其中：S：点光源或扩展的单色光源；M1：固定反射镜M2：可移动反射镜G1：半透半反镜G2：补偿板，与G1材料和几何尺寸相同L：透镜，观察扩展光源干涉图样时使用2泰曼-格林干涉仪泰曼-格林干涉仪原理图其中：卓力特S:单色激光光源L：透镜M1，M2：反射镜G：镀有银膜的玻璃板M1’：反射镜M1在半反射面G中的虚像若作出反射镜M1在半反射面G中的虚像M1’，干涉仪的出射光线相当于M2和M1’所构成的空气楔的反射光，因而泰曼干涉仪实际上就等效于平面干涉仪，只是这里两束光的光路被完全分开，进而产生了干涉条纹。3二者区别（1）泰曼干涉仪的光源一般是单色激光光源，迈克尔逊干涉仪可用点光源或扩展光源（2）泰曼干涉仪有校正像差的透镜L（3）泰曼干涉仪没有补偿板4泰曼-格林干涉仪应用领域普遍用来检验平板，棱镜和透镜等光学元件的质量。更为精密的用途为：（1）检测室内微小振动和空气流动（2）监测系统内温度变化（3）检测直角棱镜的综合质量5泰曼-格林干涉仪的实际布置案列He-Ne激光器（λ=630nm）发出一束激光，经空间滤波器、透镜L1和分束镜分成两束平面波，一束经参考镜M1反射后再经反射镜入射至CCD传感器；卓力特另外一束经透镜L2之后出射至待检镜，之后原路返回，再经反射镜入射至CCD传感器。图像采集与处理后可在监视器上观察到干涉条纹，而后确定图像采集有效区域，并对此区域内的干涉条纹进行数学处理，运用相应算子卷积运算对干涉条纹进行边缘增强和图像锐化等处理，最后得到待检光学系统的波面信息和各项像差系数。6精度与误差分析由于实测试验选取了面型精度为λ/10的球面反射镜作为参考镜，新型干涉仪的测试精度可达到λ/10的水准，通过比对实验，可知泰曼-格林干涉仪的理论测试能力即精度值应与ZYGO干涉仪的测试能力相近。通过进行误差分析，可得造成精度降低的误差主要来自：（1）机械加工过程中机械轴线与标准镜光轴的同轴度误差导致装调过程中基准光轴的微量倾斜；（2）利用干涉条纹处理软件的过程中，人工选取点位的主观性也会对测试精度造成一定影响；（3）比对试验引入的误差；（4）实验中外部震动引起的微小扰动。7结论泰曼-格林式干涉仪在光学像质测量等领域有着广泛的应用，该案例基于一种具有参考镜离轴和两基准光轴互相垂直等特点的泰曼-格林式干涉仪的设计方案，针对新型干涉仪的结构特点研究了其装调方法，提出了具体的装调流程，并通过装调试验对装调方法进行了验证，得到以下结论：（1）通过对已知面型精度PVC为λ/10的标准球面镜进行测量试验，得到该型干涉仪的实际测量精度为0.09λ；（2）本文研究的装调方法可有效满足该型干涉仪的设计要求，并使该型干涉仪的实际测量精度与理论设计接近，对应的装调损失精度低于6%；（3）装调过程中所引入的失调量主要来自3个方面：机械加工带来的同轴度误差、人工选取点位带来的主观性误差和比对实验带来的误差等。