干涉測量技術基礎姚紅權

干涉測量技術是以光波干涉原理為基礎進行測量的一門技術。20世紀60年代以來，由于激光的出現、隔振條件的改善及電子與計算機技術的成熟，使干涉測量技術得到長足發展。

干涉測量技術大都是非接觸測量，而且是以光波長為計量單位的，具有很高的測量靈敏度和精度，理論可以達到10-7m。干涉測量應用范圍十分廣泛，可用于位移、長度、角度、面形、介質折射率的變化及振動等方面的測量。在測量技術中，常用的干涉儀有邁克爾遜干涉儀、馬赫-澤德干涉儀、菲索干涉儀、泰曼-格林干涉儀等；70年代以后，抗環境干擾的外差干涉儀(交流干涉儀)發展迅速，如雙頻激光干涉儀等；近年來，光纖干涉儀的出現使干涉儀結構更加簡單、緊湊，干涉儀性能也更加穩定。

一、干涉現象1、定義光波服從波的疊加原理，在兩個（或多個）光波疊加的區域，某些點的振動始終加強，另一些點的振動始終減弱，該區域內在觀察時間里形成穩定的光強強弱分布的現象稱為光的干涉現象。2、光波的疊加其中：小貼士2:3、形成穩定干涉條件：1、疊加光波的頻率相同2、兩疊加光波有方向相同的振動分量3、兩疊加光波的有恒定的相位差4、相干光：定義：滿足干涉條件的光波稱為相干光波。獲得方式：相干光的產生分波前法等傾干涉分振幅薄膜干涉等厚干涉多光束干涉邁克爾遜干涉儀pSpS

二、經典干涉實驗1、楊氏雙縫干涉實驗p·xDdr1r2ox1Ix0x

-1xxx縫平面觀察屏S1S2楊氏雙縫干涉亮條紋暗條紋2、邁克爾遜干涉儀

簡介：邁克爾遜干涉儀是光學干涉儀中最常見的一種，也是最早出現的一款以光波干涉原理設計出來的光學計量儀器，其發明者是美國物理學家阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克爾遜。邁克耳遜干涉儀的原理是典型的分振幅法產生雙光束以實現干涉的儀器。其基本原理是一束入射光分為兩束后各自被對應的平面鏡反射回來，這兩束光從而能夠發生干涉。干涉中兩束光的不同光程可以通過調節干涉臂長度以及改變介質的折射率來實現，從而能夠形成不同的干涉圖樣。目前邁克爾遜干涉儀仍被廣泛地用于長度精密計量和光學平面的質量檢驗及高分辨率的光譜分析中。三、邁克爾遜干涉儀3、邁克爾遜干涉儀原理圖從光源S發出的光，經過450角放置的平行平面玻璃分束板G的半反射面時，一部分光被反射，一部分光被透射，分成了強度大致相等、并相互垂直的兩束光。它們分別又從全反射鏡M1和M2上反射回到G1，這兩束光再次經G1的反射和透射后，當我們上下移動M1時可以清晰地在觀察屏上看到隨著M1位置變化而變化的干涉儀圖案。

4、邁克爾遜干涉儀

5、等厚干涉與等傾干涉等厚干涉等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋．薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋，故稱等厚干涉．牛頓環和楔形平板干涉都屬等厚干涉．

等傾干涉一束平行光經過平行平板的上、下表面的反射和折射后，在透鏡后焦面相遇產生干涉。

三、干涉測量原理事例

在干涉現象中，不論是何種干涉，相鄰條紋之間的程差改變都等于相干光波波長，所以通過對條紋數目或條紋變化的計算，可以獲得以光波波長為單位的對程差的計量，如折射率已知，則得到以波長為單位的長度值；若已知長度，可得微小折射率差；同樣長度已波長為單位時，可以精密測量微小角度或角度差。總之，干涉測量就是利用干涉條紋形狀、數量、間距的變化可以做精密