一、基本原理

 

　　白光干涉仪是基于干涉原理进行工作的一种测量工具。干涉现象是指两束或多束光波相遇时，它们的相位发生变化，从而在空间的不同位置形成明暗相间的条纹。这些条纹的变化与光的相位差以及光路差有着密切关系。

 

　　在白光干涉仪中，使用的“白光”是指包含多个波长的宽光谱光源。与传统的单色光干涉仪相比，它具有更宽的光谱范围，因此能够提供更高的测量分辨率。这种光源的宽光谱特性使得它在进行高度精确测量时，可以避免使用单一波长光源可能带来的误差。

 

　　干涉仪的基本工作过程是：光源发出的白光通过分束器分成两束光，其中一束光照射到待测物体表面，另一束光通过参照镜面反射回到干涉仪的干涉区域。当这两束光重新汇聚时，由于它们的相位发生了变化，就会形成干涉条纹。通过分析这些干涉条纹，可以精确地获得物体表面的微小形变或缺陷信息。

 

　　二、工作机制

 

　　白光干涉仪的工作机制涉及多个关键部分，包括光源、分束器、参考镜、待测物体和探测器。每个部分的功能密切配合，共同实现对物体表面的精确测量。

 

　　1.光源和分束器

 

　　它的光源通常是高亮度的白光LED或白光激光，它能够发出宽光谱的光。光源发出的光经过分束器被分成两束，一束光照射在物体表面，另一束光则直接进入参考镜。

 

　　2.参考镜和物体表面

 

　　一束光被引导至待测物体表面，经过反射后与另一束经过参考镜反射的光相遇。待测物体表面的微小凹凸或形变将改变反射光的相位，进而影响两束光的干涉效果。

 

　　3.干涉条纹的形成

 

　　这两束光在干涉仪的干涉区域重新汇聚，产生干涉条纹。由于它使用的是宽光谱光源，干涉条纹的形态与光的相位差、光路差等因素密切相关。这些条纹的变化反映了物体表面的微小变化。

 

　　4.探测器与数据分析

 

　　探测器捕捉到的干涉条纹通过计算机进行分析，精确测量表面高度变化和表面缺陷。通过分析条纹的变化，可以得到表面形貌的三维图像，从而对物体表面进行详细的形态分析。

 

　　三、优势与应用

 

　　作为一种高精度的测量仪器，具有众多显著优势。首先，能够提供高空间分辨率，通常可以测量到纳米级别的表面变化，这使得它在微米和纳米尺度的精确测量中具有不可替代的优势。其次，由于使用的是宽光谱白光，它避免了单色光干涉仪可能出现的色散误差，适用于更为复杂的测量环境。

 

　　在应用方面，广泛应用于表面测量、光学元件的检测、薄膜厚度的测量以及材料的微观形貌分析等领域。例如，在半导体行业中，可以用于芯片表面的检测和测量，以确保芯片表面的平整度和精度。在生物医学领域，它也可用于细胞表面形态的观测和分析。