采用波长扫描外差式干涉仪进行高精度长度测量的方法

摘要

采用光学干涉仪准确地测量长度是非常容易的。然而，如果没有一个用来计算干涉条纹的运动装置，单频干涉仪的测量范围就被限制于小于半波长。为了解决这个问题，已经研究出一种频率扫描方法。它的相位分辨率不是太高，不过于涉条纹级次的整数部分可以确定下来。我们建议使用一种能够准确地测量长度的方法，那就是将高分辨率的相位测量技术和频率扫描技术相结合。这里使用一台频率扫描外差式干涉仪对这个方法进行研究。使用宽带频率扫描方法，结合外差相位测量，我们可以得到优于四分之一波长的高分辨率。这就意味着，我们测量绝对长度的精度达到纳米级，因为通过频率扫描可以确定条纹干涉级次的整数部分。测量距离在4mm时精度达到3mm。