
【化】 optical interferometer
optics
【化】 optics
【醫】 optics; photology
interferometer
【化】 interferometer
光學幹涉儀(Optical Interferometer)是一種基于光波幹涉原理的高精度測量儀器,通過分析兩束或多束相幹光的相位差,實現對長度、位移、折射率等物理量的納米級檢測。其核心原理可表述為:
$$ Delta phi = frac{2pi}{lambda}(n_2L_2 - n_1L_1) $$ 其中$Delta phi$為相位差,$lambda$為光波波長,$n$為介質折射率,$L$為光程。當兩束光發生幹涉時,明暗條紋的位移量直接反映被測參數的微小變化。
在工程應用中,典型的光學幹涉儀包含三大模塊:①分束器(Beam Splitter)将入射光分為參考光和測量光;②反射鏡系統(Mirror Assembly)引導光路并産生光程差;③光電探測器(Photodetector)将幹涉信號轉換為電信號。該結構設計已納入國家标準GB/T 13962-2023《光學儀器術語》。
權威研究顯示,光學幹涉儀在引力波探測(如LIGO項目)、半導體晶圓檢測、光學薄膜厚度測量等尖端領域具有不可替代性。中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所2024年的實驗數據表明,其自主研發的斐索幹涉儀可實現0.1nm級表面形貌測量。在計量學領域,中國計量科學研究院采用633nm氦氖激光幹涉儀作為長度基準,測量不确定度達到$2times10^{-8}$量級。
技術标準方面,ISO 10110-7:2024明确規定光學幹涉儀的校準環境要求:溫度波動≤±0.1℃/h,相對濕度控制在(50±5)%RH,振動振幅<50nm。這些參數直接影響儀器測量精度。
光學幹涉儀是一種基于光的幹涉現象進行高精度測量的儀器,其核心原理是通過比較兩束或多束相幹光的光程差來獲取物理量的變化信息。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
光學幹涉儀利用光的波動性,當兩束相幹光相遇時,因光程差(即傳播路徑差異或介質折射率變化引起的相位差)産生幹涉條紋。通過觀測條紋的形态、移動或變化,可推導出被測物體的長度、厚度、折射率等參數。
隨着技術進步,激光幹涉儀(如SJ6000)因高靈敏度和溯源至國家标準的特性,成為高端制造業的關鍵設備。此外,幹涉技術還被用于生物醫學中的微觀結構測量。
如需更深入的分類或技術細節,可參考相關文獻或行業标準文檔。
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