-
19
- 上一篇：芯-壳式纳米颗粒掺入对介质辐射特性的影响
- 下一篇：气流场对光束传输性质影响的研究综述
4.4 实验结论 20
5总结与展望 21
5.1结论 21
5.2未来发展方向 21
参考文献 21
1绪论
1.1本文的研究背景和意义
表面形貌与加工方法及工艺参数密切相关，在光学领域产生重要的影响。光学元件的表面形貌，即使只有微小的凹凸不平，就会引起光的散射致使光学系统的性能变差，从而影响整个系统的性能。因此，准确地测量和评定表面形貌，能正确地识别出加工过程中的变化和缺陷，还对控制和改进加工方法、研究性能与表面几何特性的关系，以及提高产品性能与加工表面的质量都有着非常重要意义[1]。
光学干涉测量法能实现高精度、非接触、快速的测量;其系统结构简单易操作、成本低，.因此其在非接触测量领域受到极大的关注，得到了广泛的应用和迅速的发展。在精密加工领域，光学显微干涉术利用干涉条纹对空间位置变化所具有的极高灵敏感度，能够实现纳米级的测量分辨率，它以整个视场为分析对象，通过一次扫描就能够得到结构的三维形貌，具有很高的测试效率。单色光相移干涉术和白光扫描干涉术就是光学显微干涉术的两种重要的方法。[2-4]单色光移相干涉术是通过干涉光路使物体包面反射的测量光与干涉物镜内的参考光会聚得到干涉条纹，在经过特定的相移方法调制其相位，通过探测干涉场中的光强变化计算出每一个数据点的初始相位，最后利用相位与高度的关系得出表面形貌。白光扫描干涉术的测试系统与单色光相移干涉术基本一致[5-6]，但是它使用宽光谱光源进行照明，相比单色光而言具有更短的相干长度，使干涉条纹只能出现在很小的空间范围内[7]。文献综述
光学干涉测量法也称干涉显微测量法，它利用光波干涉原理测量表面形貌，受物体表面轮廓调制而变化的光程差(即干涉波前相位差)在整个光场中变化起伏，连续的变化量经干涉显微物镜放大后，由处理算法得到表面形貌。干涉显微镜测量法能测量一个平面上的表面形貌，横向分辨率一般在微米或亚微米量级，取决于显微镜的数值孔径;横向测量范围在毫米量级，取决于显微镜视场;纵向分辨率则取决于干涉测量的算法，通过计算机对干涉图像分析和不同的算法一般可达几纳米或0.1纳米量级，纵向测量范围在对不连续表面测量时达到波长量级[8]。
1.2干涉显微镜的发展现状
1.3本文的主要内容
本文基于对迈克尔逊干涉仪及米洛显微干涉仪的测量研究，设计并制造基于已有成果的改进与创新。主要内容有：
1.介绍显微干涉仪的类别，显微干涉仪原理。论文网
2.根据Mirau以及Michelson显微干涉仪原理设计其光路以及机械结构，设计新型Mirau显微干涉仪与Michelson显微干涉仪并介绍各个零件构造及装配调试。
3.用ZYGO干涉仪测量Mirau显微干涉仪面型实验内容、结果、遇到问题及解决思路。
4. 用VEECO测量仪测量Mirau显微干涉仪粗糙度实验内容、结果、遇到问题及解决思路。
5．用ZYGO干涉仪测量Mirau显微干涉仪平行度实验内容、结果、遇到问题及解决思路。
2干涉显微原理
干涉技术作为检测手段已有相当长的一段时间，但是配合显微系统一起出现在测量中还是近年才兴起并投入使用。显微干涉仪主要采用Michelson、Mirau及Linnik三种显微干涉装置。其中，Michelson显微干涉仪主要用于测量微小位移变化，其特点为待测物与参考面镜反射光的光程差较大时仍然可以发生干涉。Mirau显微干涉仪多用于测量化学薄膜，Linnik显微干涉仪则广泛应用于检测光学组件与金属剖光面。