第4章 光学干涉测量技术
光学干涉：利用光波的干涉现象进行测量
光学干涉：利用光波的干涉现象进行测量光学干涉是一种利用光波的干涉现象进行测量的方法。
在这种方法中，通过观察光波的干涉条纹模式，可以得到待测物体的某些性质的信息。
在本文中，我将详细介绍光学干涉的原理、实验的准备和过程，以及该方法在科学研究和应用中的专业性角度。
光学干涉的原理可以通过两个关键定律来解释：菲涅尔原理和互补原理。
总结而言，这两个原理都指出光波在不同路径上的干涉会产生明暗相间的干涉条纹。
首先是菲涅尔原理，该原理说明了光波通过一个缝隙或其他纤细的区域时会发生衍射。
当光波通过两个或多个阵列的缝隙时，光波会在不同的路径上发生衍射，并在某些地方产生干涉、增强或减弱。
这样的干涉模式，即干涉条纹，可以通过观察和测量来获取物体的相关信息。
接下来是互补原理，该原理说明了两个不同光源的光波相互干涉时会产生明暗相间的条纹。
这种干涉是由于两个光源的波长不同，当它们在空间中重叠时，会发生相位差，从而形成干涉现象。
通过观察和测量这些干涉条纹，可以研究和测量光源的性质以及中间介质的光学特性。
在进行光学干涉实验之前，我们首先需要做一些准备工作。
这包括选择适当的光源、准备干涉装置、调整和校准实验装置等。
光源的选择是非常关键的，常见的光源有激光器和白光源。
对于一些特殊的应用，我们可以使用光谱辐射源来观察物体的光谱特性。
在实验中，光源经过干涉装置（如双缝装置或分束器）后，会形成干涉条纹。
观察和记录这些条纹的模式是实验的重要步骤。
对条纹模式的研究可以揭示出物体的尺寸、形状以及光学特性等方面的信息。
在实验中经常使用的一种方法是扫描干涉仪。
该仪器通过改变光路差来观察干涉条纹的变化。
通过记录不同条件下的条纹模式，可以计算出待测物体的相关参数。
例如，根据干涉条纹的宽度和间距，可以计算出物体的厚度和折射率，从而实现测量和分析物体的物理特性。
光学干涉在科学研究和应用领域具有广泛的应用。
在材料科学中，通过干涉条纹的形态和变化，可以研究材料的表面形态、薄膜的厚度以及材料的变形等信息。
物理光学第四章梁铨廷
➢上一章在讨论平板的干涉时，仅仅讨论了最先出射 的两光束的干涉问题，这是在特定条件下采取的一种 近似处理方法。 ➢事实上，光束在平板内经过多次的反射和透射，严 格地说，干涉是一种多光束干涉。 ➢多光束干涉与两光束干涉相比，干涉条纹更加精细， 利用多光束干涉原理制造的干涉仪是最精密的光学测 量仪器，多光束干涉原理在现代激光技术和光学薄膜 技术中也有着重要的应用。
Et2 r 2a1 exp( j )
Er1 Er2 Er3 E0
i
Et3 r 4a1 exp( 2 j )
B
n i'
d
AC
Etk r 2(k1)a1 exp[ j(k 1) ]
D
在无穷远定域面上的合振幅：
Et1 Et 2 Et 3
Et Etk
由于反射系数：
k 1
Et
1
r2
a1 exp(
j
)
4.1.2 多光束干涉图样的特点
1. 反射光、透射光的干涉条纹互补； 2. 干涉条纹的明暗和光强值由位相差决定。
对于反射光
当
2m 1 时为亮纹，其光强为
I M r
F 1 F
I
i
当 2m 时为暗纹，其光强为 Imr 0;
对于透射光
当 2m 时为亮纹，其光强为 I M t I i
当
2m 1时为暗纹，其光强为
由于F－P干涉仪产生的条纹非常细锐、明亮，所以它的分 辩能力很强。
2、激光器的谐振腔，用于选模（选频）。
4.1 平行平板的多光束干涉
若平行平板的反射率很低，则Er1、 Er2的强度接近， Er3、 Er4…的光强 与前两束相差较大。
因此考虑反射光的干涉时，只考虑 前两束光的干涉可以得到很好的近 似。 若平行平板的反射率较高，则除 Er1外，其余反射光的强度相差不 大，因此必须考虑多光束干涉。
第四章 光学干涉测量技术(武大)
光学干涉测量技术的优 缺点
光学干涉测量技术的优点
高精度测量：干涉测量技术具有极高的精度，能够实现纳米级甚至更精确的测量。 宽测量范围：干涉测量技术可以测量大范围的距离和角度，具有较广的适用范围。
抗干扰能力强：干涉测量技术不易受到环境噪声和其他电磁干扰的影响，测量稳定性高。
实时性：干涉测量技术可以实现实时测量，能够快缺点
对光源相干性要求高 对环境振动和稳定性要求较高 测量精度受多种因素影响 设备成本较高，操作复杂
光学干涉测量技术的发展趋势
微型化：随着微纳加工技术的进步，光学干涉测量系统的尺寸不断缩小，提高了测量精度和便携性。 智能化：集成人工智能和机器学习算法，实现光学干涉测量系统的自动化和智能化，提高测量效率和准确性。 多光谱多模式：开发多光谱、多模式的光学干涉测量技术，拓展测量范围和应用领域，满足不同领域的需求。 实时化：提高光学干涉测量技术的实时性，实现动态测量和实时反馈，提高测量效率和可靠性。
光学干涉测量技术是一种利用光的干涉现象进行长度、表面形貌、折射率等物理量测量的技术。
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它利用了光的波动性质，通过将待测物理量转化为干涉图的变化，从而实现了高精度、高分辨 率的测量。
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光学干涉测量技术具有非接触、高精度、高分辨率、高灵敏度等优点，因此在科学研究、工业 检测、医疗诊断等领域得到了广泛应用。
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汇报人：
干涉条纹的分析方法
干涉条纹的生成原理 条纹的形状和间距分析 条纹的移动和变化规律 条纹的定量分析和计算方法
光学干涉测量技术的分 类
时间相干性干涉测量技术
定义：利用时间相干性原理，通过测量光波的时间变化来获取干涉图样的 技术。
原理：利用光的波动性质，通过干涉现象测量光波的相位差，从而确定物 体的几何形状和物理性质。
第四章光的干涉
§6 激光谐振腔的选模原理
据相干加强条件 2nh=m m=1,2,3…; ∵ =c/ ∴满足相干加强的频率为 m= mc / 2nh(纵模)
相邻两纵模间隔 q= m+1- m= c / 2nh
相邻两纵模间隔 q= m+1- m= c / 2nh
例: He-Ne激光器中,原子发出的0=4.7×1014HZ （ 0 =632.8nm） 谱线的宽度=1.5×109HZ。 如果He-Ne激光器的腔长h=10cm，n≈1。问有多 少个纵模输出？如果h=30cm呢?
解: 相邻的两纵模间隔 q= m+1- m= c/2nh
1) 若激光器的腔长h=10cm 激光器输出的纵模个数
N= / q=1
2) 若激光器的腔长 h=30cm
N= / q= 3
§7 光学薄膜
镀膜技术
用真空蒸发、沉淀或甩胶的方法,在璃或 光滑的金属表面涂、镀一层很薄的透明电介质 或金属膜层。
空气
三．应用
1． 可测光的波长，透明薄膜的厚度， 折射率等。
2．可测光波的相干长度 max =L0= 2/ 。
§5 法布里—珀罗干涉仪 一．法布里—珀罗干涉仪的结构
扩展源
准直透镜
分束板，内侧镀膜 会聚透镜
G1,G2间,间距h可调—法布里-珀罗干涉仪
G1,G2间,间距h固定—法布里-珀罗标准具
多光束相干光在L2焦平面上形成等倾圆环条纹
h=mmax/2。 若膜厚发生变化dh,干涉级次发生变化dm
等倾条纹
M1
M1⊥M2 M1‖M max ↓ → mmax ↓
b. 若 h↑ → max ↑→ mmax ↑ 若dm=N，则dh=N/2，测量精度数量级
2．等厚条纹
光学实验技术中的干涉测量方法
光学实验技术中的干涉测量方法干涉测量方法是光学实验技术中一种重要的测量手段。
它通过利用光的干涉现象，实现对物体形态、尺寸和表面性质等参数的测量。
在现代科学研究和工程技术中，干涉测量方法得到了广泛的应用，涉及到光学、物理学、医学、材料科学等多个领域。
一、干涉测量方法的基本原理与分类干涉是指两束或多束光线的叠加现象。
当光线经过光学元件或物体后，它们会发生相位差，进而引起干涉现象。
干涉现象通过干涉条纹的变化来揭示光场的信息。
根据干涉条纹的产生原理，干涉测量方法主要分为两类：自发光干涉和外加光干涉。
自发光干涉是利用物体自身的发光特性产生干涉条纹，例如显微镜下的透射干涉、投影干涉和表面形貌干涉等。
外加光干涉是通过外部光源引入干涉现象，例如激光干涉、多波长干涉和相移法干涉等。
二、应用于形貌测量的干涉测量方法1. 二维轮廓测量利用激光干涉技术，可以实现对物体二维轮廓的高精度测量。
通过将物体反射的激光束与参考激光束叠加，利用干涉条纹的变化来推导出物体表面的高程信息。
2. 三维表面形貌测量三维表面形貌测量是干涉测量方法中的一个重要应用领域。
通过使用相移干涉技术，可以获取到物体表面的三维形貌信息。
相移干涉技术通过改变干涉条纹的相位来实现对物体表面形貌的测量。
3. 全息干涉术全息干涉术是一种高分辨率的干涉测量方法，常应用于光学图像的记录和再现。
通过将物体的三维信息录制在全息图上，并利用光学平台进行复原，可以实现对物体形貌的精确测量。
三、应用于材料测量的干涉测量方法1. 膜厚测量膜厚测量是干涉测量方法中的一个重要应用方向。
利用干涉技术可以测量薄膜的厚度和折射率等参数，从而评估薄膜的性能和质量。
2. 表面粗糙度测量表面粗糙度是材料表面质量的一个重要指标。
通过激光干涉技术，可以实现对材料表面粗糙度的快速测量。
激光束在入射和反射过程中会受到表面粗糙度的影响，从而引起干涉条纹的变化。
3. 液体折射率测量干涉测量方法还可以应用于液体折射率的测量。
光学干涉实验技术使用指导
光学干涉实验技术使用指导光学干涉实验是一种重要的实验方法，广泛应用于科学研究和实际应用中。
本文将为您提供一些关于光学干涉实验技术使用的指导，帮助您在实验中取得准确的结果。
1. 实验原理简介光学干涉实验利用光的波动性质，通过光的相位差的变化来观察和测量物体的性质或者直接研究光自身的特性。
通过光的干涉现象，可以测量光的波长、厚度、折射率等物理量。
2. 实验装置搭建光学干涉实验需要使用到一些基本的实验装置，如光源、物镜、平行光管、半反射镜、干涉片等。
在搭建实验装置时，要注意光路的对称性和稳定性，以保证实验的可行性和准确性。
3. 调节光源和平行光管在进行干涉实验前，首先需要调节光源和平行光管，以确保实验装置中的光是平行的。
调节光源的位置和角度，使光线垂直平行地射向平行光管。
调节平行光管的位置和角度，使通过平行光管的光线平行并聚焦于特定位置。
这样可以得到平行的光源，为实验的进行提供基础。
4. 干涉片的选择与使用在干涉实验中，干涉片是一个重要的装置。
干涉片的厚度、材质和透明度等特性将直接影响到实验结果的准确性。
选择合适的干涉片是至关重要的。
如果需要观察干涉条纹，应选择高透明度的干涉片。
选择干涉片时也要根据实验的需求来，如测量物体的折射率需要选择合适的干涉片。
使用干涉片时，要注意保持干涉片的平行和垂直于光路的方向。
在测量折射率时，可以根据干涉片的位置变化来推算出物体的折射率。
5. 数据记录与处理在进行光学干涉实验时，准确的数据记录和处理是非常重要的。
可以使用光探测器等设备来记录干涉条纹的位置和强度等信息。
同时，还要注意实验环境的稳定性，避免外部因素对实验结果的影响。
在数据处理方面，可以使用计算机软件进行数据的拟合和分析。
根据实验需求，可以通过对干涉条纹的分析，得到所需的物理量，并进行更精确的实验结果的推导和分析。
6. 实验安全与注意事项在进行光学干涉实验时，也要注意实验安全和仪器的保护。
避免直接观察强光源，以免对眼睛造成伤害。
光学测量与光学工艺知识点答案
目录第一章基本光学测试技术 (2)第二章光学准直与自准直 (5)第三章光学测角技术 (9)第四章：光学干涉测试技术 (12)第六章：光学系统成像性能评测 (15)第一章 基本光学测试技术• 对准、调焦的定义、目的；对准又称横向对准，是指一个对准目标（？）与比较标志（？）在垂直瞄准轴（？）方向像的重合或置中。
例：打靶、长度度量人眼的对准与未对准：对准的目的：1.瞄准目标（打靶）；2.精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。
调焦又称纵向对准，是指一个目标像（？）与比较标志（？）在瞄准轴（？）方向的重合。
人眼调焦：调焦的目的 ：1.使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位于同一空间深度；2.使物体（目标）成像清晰；3.确定物面或其共轭像面的位置——定焦。
121'2'1'P 2'2''•人眼调焦的方法及其误差构成；常见的调焦方法有清晰度法和消视差法。
清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。
调焦误差是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。
消视差法是以眼镜在垂直平面上左右摆动也看不出目标和标志有相对横移为准的。
误差来源于人眼的对准误差。
（消视差法特点：可将纵向调焦转变为横向对准；可通过选择误差小的对准方式来提高调焦精确度；不受焦深影响）•对准误差、调焦误差的表示方法；对准误差的表示法：人眼、望远系统用张角表示；显微系统用物方垂轴偏离量表示；调焦误差的表示法：人眼、望远系统用视度表示；显微系统用目标与标志轴向间距表示；•常用的对准方式；常见的对准方式有压线对准，游标对准，夹线对准，叉线对准，狭缝叉线对准或狭缝夹线对准。
•光学系统在对准、调焦中的作用；提高对准、调焦精度，减小对准、调焦误差。
•提高对准精度、调焦精度的途径；使用光学系统进行对准，调焦；光电自动对准、光电自动调焦；•光具座的主要构造；平行光管（准直仪）；带回转工作台的自准直望远镜（前置镜）；透镜夹持器；带目镜测微器的测量显微镜；底座•平行光管的用途、简图；作用是提供无限远的目标或给出一束平行光。
(光学测量技术)第4章光学零件的测量
第4章 光学零件的测量 (1)光圈不圆，呈椭圆形。此时用椭圆的长轴和短轴方 向上干涉条纹之差(或在互相垂直的方向上干涉条纹的最大 代数差值)Δ 1 N 来表示，并称为像散偏差。
其中， N x 、 N y 分别为椭圆长、短轴方向的光圈数，它们 都为代数量。 (2 )光圈局部变形。变形量用光圈数表示为 Δ 2 N ，称 为局部偏差。 一般情况下，半径偏差和面形偏差总是同时存在，因此， 有的光圈在样板孔径之内可能看不到其全部，而只能看到其 一分。在 GB2831-81 中，将上述偏差都称为面形偏差。
第4章 光学零件的测量 检验面形偏差时，应使由标准面上反射得到的标准波面 与被测面上反射得到的测试波面两者球心重合，或稍有横向 偏离，并观测其干涉图，当上述两波面之间没有差别时，干 涉图为均匀一片或很少的几条平行直条纹，并且不管条纹方 向如何(它对应两波面球心沿不同方向横向偏离)都为直线， 间距也相等。如果存在面形偏差，则条纹呈现椭圆形或发生 局部弯曲(分别对应 Δ1 N 和 Δ 2 N )，这时可按前述光圈识别 方法判读。
第4章 光学零件的测量 下面先讨论面形偏差的表示方法和光圈的识别方法。 1 )球面零件面形偏差的表示方法 半径偏差:即使零件的表面是标准球面，它还可能与样 板有不同的曲率半径，此时产生规则的牛顿环(光圈)，这种 半径偏差就可以用有效孔径内的光圈数 N 表示。为表示偏 差的性质，光圈数 N 用代数量表示。高光圈 N 取正值;反之， N 取负值。样板的孔径一般要大于被测零件的孔径。 面形偏差:指被检面对球面的偏离。这种偏差一般可分 为两种情况。
第4章 光学零件的测量 测量曲率半径时，只需移动被测件，使被测面的球面的 顶点及球心分别瞄准标准球面球心，并测出被测件移动的距 离，即可得到被测球面的曲率半径。被测件移动的距离可由 精密测长机构(如光学测长、计量光栅测长或激光测长)测出。 在这里，瞄准是通过干涉的方法进行的，即以瞄准时干涉场 上干涉图的特征作为判别准则来进行瞄准，由第 2 章干涉仪 的介绍可知，这个位置的干涉条纹最疏，甚至看不到条纹 (干涉场上具有均匀的亮度)。
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§4.1 干涉测量基础
（二）干涉条纹的处理方法 1、数字波面的获取 干涉仪检测光学元件面形，对获得的干涉图进行数字化转换，并 由计算机替代人眼进行判读，即为数字干涉法。在对模拟干涉图像进 行数字化转换后，需要提取干涉图上的条纹信息，即确定干涉条纹的 中心点坐标及干涉级次。一般处理过程需要如下几个步骤： (1)背景滤除：对原始图像进行预处理； (2)二值化：使干涉图变为二值化图像； (3)细化：保留条纹中心曲线，从而提取出条纹上点的坐标； (4)修像：去除细化图像中的干扰信息，修改间断点； (5)标记：对干涉条纹进行跟踪、标记不同条纹的干涉级次； (6)采样：用等间距采样现贯穿干涉图像区间，均匀设置采样点。 采样结束后即完成了对数字化干涉图像的图像处理过程，获得了 离散的、采样点基本均布的波面数据集合（x,y,p）。在经过后续的波 面拟合计算等可以得到波面数字分布。
光学测试技术
第四章 光学干涉测量技术
2013年5月26日
干涉技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。近年来，随 着数字图像处理技术的不断发展，使干涉测量这种以光波长作为 测量尺度和测量基准的技术得到更为广泛的应用。 在光学材料特性参数测试方面，用干涉法测量材料折射率精度 可达10-6；对材料光学均匀性的测量精度则可达10-7； 用干涉法可测量光学元件特征参数，用球面干涉仪测量球面曲 率半径精度达1μm，测量球面面形精度为1/100λ；用干涉法测量 平面面形精度为1/1000λ；用干涉法测量角度时测量精度可达 0.05″以上； 在光学薄膜厚度测试方面，用干涉法测厚的精度可达0.1nm； 在光学系统成像质量检验方面，利用干涉法可测定光学系统的 波像差，精度可达1/20λ，并可利用干涉图的数字化及后续处理 解算出成像系统的点扩散函数、中心点亮度、光学传递函数以 及各种单色像差。
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§3.1 干涉测量基础
对于非轴对称的情况，则需要绘出二维的波面偏差分布图。 在获取整个表面的波面偏差后，可以用以下几种综合指标描述波 面分布： 被测波面相对参考波面的峰值与谷底之差，可表示为： PV Emax Emin PV是波前最高点与最低点之间的间距，单位通常为波长。因此， PV给出的是波差的极限值。PV通常被用于描述元件或系统的质量， 瑞利曾指出：波前PV值优于λ/4，可以认为系统成完善像。
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§3.1 干涉测量基础
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§4.1 干涉测量基础
用样板法检验光学面面形时需要光学样板。所谓样板是根据 待测光学元件的标称曲率半径和口径制造出的光学元件，一般分 为标准样板和工作样板。标准样板一般成对加工，成对检测；工 作样板由标准样板传递，直接在加工过程的现场检测中使用。与 普通工件相比，样板一般采用性能稳定的光学材料制成，有一定 的厚径比，面形不易变化，曲率半径也可以用其他手段精确测量。
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§4.1 干涉测量基础
如图，光源为被均匀照明的直径为r的光阑孔。光阑孔上不同 点S经准直镜后变成与光轴具有不同夹角θ的平行光束。设准直镜 焦距为f’，小孔光阑的中心点为S0，则： SS0 / f ' 不同θ角的平行光束经干涉仪后被分成两束相干光，到达干涉 场中同一点的光程差各不相同，因此各自形成的干涉条纹彼此错 位。
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§4.1 干涉测量基础
如果被测波面是球面，称由实测波面拟合得到的最接近球面 的矢高（波高）为Power。当最接近球面为会聚波前时，Power取 正值；当最接近球面为发散波前时，Power取负值。可见，Power 越小，波前的准直性越高，因此将Power称为波前的离焦量。 将Power从PV移出后的剩余量用pv表示。事实上，pv更能体 现波前的极限误差。 虽然PV可以用于描述元件或系统的质量，但这种描述往往容 易受随机误差的干扰的缺陷，因此常用PV20替代PV：
I max I 1 I 2
2
I min I 1 I 2
2
K
2 I1 I 2 I1 I 2
可以发现：I1=I2时，K取得极大值。K=1；I1、I2相差的越大， K就越小。 一般干涉仪采用分振幅的方法得到两相干光波，所以条纹对 比度主要取决于分束器的分束比及性能。
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2 Lm
表4-1（p77）给出了常用光源的相干长度的理论值。实际的 相干长度往往会小于相干长度的理论值。
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I
合成光强 0 0 1 1 2 2 3 3 4 45 5 6
+ (/2)
- (/2)
x
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§4.1 干涉测量基础
(4)杂散光对对比度的影响 分束器，以及干涉仪系统中的其他光学器件在把入射光分束 及折转、成像过程中，会引入杂散光。杂散光会影响条纹对比度， 导致对比度的下降。 例：分束镜表面的剩余反射 改善措施： 分束器表面正确镀制增透膜或析 光膜 在光源处设置消除杂散光的小孔 光阑 除此之外，两支相干光束的偏振态 不一致也会影响干涉条纹的对比度。
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§4.1 干涉测量基础
所有干涉条纹进行强度叠加，形成视场中见到的干涉条纹。 条纹度比度直接取决于光阑大小。
如图所示。设光阑半径为rm0，应用物理光学知识可以证明： 1 f' m0 /h K≥90% rm 0 /h 2 2 式中h是虚拟空气楔厚度。可见，为保证干涉仪的空间相干性， 采用长焦准直镜，采用尽可能相等的两臂长，减小空气楔厚度是 必要的。
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§4.1 干涉测量基础
(3)光源非单色性影响与时间相干性 能够发生干涉现象的最大光程差与光源的谱线宽度成反比。 若干涉测量中用到的光源本身有一定的谱线宽度 ，对应波长为 / 2 和λ-Δλ/2两组干涉条纹的强度分布，其他波长的光对应的干 涉条纹强度分布介于两根曲线之间。干涉场中最终形成的干涉条 纹是这些干涉条纹叠加的结果。 可见，在零级时，各波长的干涉极大重合，之后慢慢错开； 干涉级次越高，错开的距离越大，合强度峰值逐渐变小，对比度 逐渐下降。对线宽为Δλ的光源，其最大波列长度为：
PV20
w
k 1
10
max,k
10
w
k 1
10
min,k
10
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§4.1 干涉测量基础
被测波面相对参考波面各点偏差的均方根值，可表示为：
RMS
E
i 1
n
2 i
n 1
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光学车间广泛采用玻璃样板来检验球面或平面光学元件的 面形偏差。根据国家标准GB2831-81规定了光圈的识别办法， 光圈识别应包括以下三个方面的内容：
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6
若两支相干光的光强关系为：I 2 nI1 则：
2 n K n 1
I 若测试光路中混入有杂散光，其强度均为： ' mI1
2 n 会导致干涉图像对比度进一步下降 k 1 n m
见p79图4-4
§3.1 干涉测量基础
(2)光源大小的影响及其空间相干性 干涉条纹的照度很大程度上取决于光源的尺寸。而光源的尺 寸大小又会影响到各种干涉条纹的干涉图样对比度。 平行平板的等倾干涉： 对比度与光源大小无关 杨氏干涉：只有利用狭缝限制光源尺寸，才能获得干涉条纹 楔形板形成的等厚干涉：介于上述两种情况之间。
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--在光学检验方面，干涉测量法是一种通用性很好的测量方法，
适用于对材料、元件、系统等各种参量的检测；
--干涉测量法在各种参数的测量中，均具有很高的测试灵敏度和
准确度，是一种高精度的测量方法。 实现干涉测量的仪器叫干涉仪。干涉仪有几种不同的分类方式： 按光波分光方式的不同，可分为分振幅型和分波阵面型； 按相干光束的传播途径，可分为共程干涉和非共程干涉； 按用途不同分为静态干涉和动态干涉。其中静态测量通过测量 被测波面与标准波面之间产生的干涉条纹分布及其变形量求得试 样表面微观几何形状或波像差分布；动态测量通过测量干涉场上 指定点的干涉条纹的移动或光程变化来求得试样的位移等。
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§4.1 干涉测量基础
样板本身也有误差，这种误差必然会影响到检测结果。下表给 出了基准样板精度等级的划分办法。在光学图纸上，基准样板精 度等级以符号ΔR表示。由于被测面曲率半径和样板曲率半径存在 差异ΔR’，使两者之间存在一定的空气隙厚度。空气隙厚度越大， 光圈数就越多。根据简单的数学推导，可以得到： 2 R R' 4 N 2 D 式中：λ为样板检验时用的波长，D和R分别是被测球面的口 径和名义曲率半径。
曲率半径/mm
精度等级 N ΔN
0.5~750
A 0.5 0.1 B 1.0 0.1
>750~40000
A 0.2 0.1 B 0.5 0.1 A 0.05
∞
B 0.10 0.05 0.10
武汉大学 电子信息学院ຫໍສະໝຸດ 23§4.1 干涉测量基础
用样板法检测光学元件面形偏差时要注意几个问题： (1)样板法检测结果与光源的波长有关。如果不加特别说明，应默 认波长为546.1nm。 从一种检验波长得到的光圈与另一种检验波长得到的光圈是 不一样的，但两者间可以进行转换： N 1 2 N 2 1 (2)样板法检测时的观察角度：当观察者从不同方向观察样板上的 干涉条纹时，相当于是观察从不同方向上入射的光的干涉。由于 光程差的变化，干涉条纹的位置在改变，判读得到的结果自然也 就不相同。如果垂直方向观察得到的光圈数为N，则有：