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技術文章

走進光學干涉儀:探索精密測量的奇妙世界

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       1.光學干涉儀是什么?
  光學干涉儀是利用光束之間的相互干涉現象進行測量和分析的裝置。它基于波動性理論,通過將兩個或多個光路上反射或傳播過程中產生的光束疊加在一起,并根據相位差來獲得被測物體表面形貌、薄膜厚度、折射率等信息。
  2.工作原理與分類
  常見的幾種典型光學干涉儀包括馬赫-曾德爾(Michelson)、白居易(Fizeau)、擴展大比例(ESPI)以及激光自由空間雨滴法等。其中,馬赫-曾德爾干涉儀是最常見和基礎的類型,利用分束器將光源分成兩個相干光路,在反射或傳播過程中與被測物體發生干涉,形成明暗條紋或干涉環,通過觀察和記錄這些條紋來推導出所需的測量結果。
  3.應用領域
  光學干涉儀在各個領域都有廣泛應用。例如,在科學研究中,它可以用于表面粗糙度、微小位移、薄膜厚度以及折射率等參數的非接觸式測量。在工業制造方面,光學干涉儀可應用于機械零件加工質量檢驗、鏡片定位校正以及電子元件焊接等領域。此外,在醫學診斷中,它能夠幫助進行眼科屈光檢查、角膜地形圖繪制以及血流速度監測等。
  4.典型案例:全息術
  全息術作為一種特殊的光學技術手段,也是光學干涉儀重要的應用之一。通過使用激光束產生三維空間內多個交疊的干涉波陣列,將被測物體完整地記錄下來,并在光學顯微鏡下進行觀察。全息術不僅可以實現真實感十足的三維影像重建,還可用于數字儲存、成像傳輸以及光學計算等領域。
  5.未來發展方向
  隨著科技不斷進步,光學干涉儀也在不斷演化和改進中。其中一個重要方向是追求更高的分辨率和精度,在納米級別甚至更小尺度上進行精密測量;另一個方向是提升設備性能并簡化操作方式,使其更適合臨床診斷、工業自動化以及個人消費市場。

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