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1、偏振干涉测试技术文献阅读报告偏振干涉测试技术文献阅读报告光学惯性中心光学惯性中心主讲：赵宇翔主讲：赵宇翔第一页，编辑于星期六：十六点 二十分。偏振光干涉测试技术文献阅读报告偏振光干涉测试技术文献阅读报告原理概述原理概述细分方法细分方法实例分析实例分析第二页，编辑于星期六：十六点 二十分。原理概述原理概述特点特点激激光光干干涉涉测测试试方方法法之之一一，精精度度高高。尤尤其其适适合合高高精度测量样品表面形貌。精度测量样品表面形貌。使使用用偏偏振振分分束束镜镜避避免免了了普普通通分分束束镜镜50%的的光光损损失，效率高。失，效率高。偏振分束镜、波片的不理想是误差的主要来源。偏振分束镜、波片的不理想
2、是误差的主要来源。第三页，编辑于星期六：十六点 二十分。原理概述原理概述PBS为偏振分束镜，Q为1/4波片。检偏器的作用是实现相位细分。最后把待测物的位移或形貌转变为合成光振动的旋转角，求解出相位变化，进而得到位移等信息。基本原理示意图第四页，编辑于星期六：十六点 二十分。原理概述原理概述45线偏振光通过偏振分束镜后：再次通过偏振分束镜前：第五页，编辑于星期六：十六点 二十分。调节检偏器前的波片，使与X方向呈45，合成的线偏振光坐标分解为：通过检偏器后，光强为：测量光强可得待测量L。第六页，编辑于星期六：十六点 二十分。细分方法细分方法光学倍程法光学倍程法电子细分法电子细分法分步调相法分步调相
3、法概率统计法概率统计法第七页，编辑于星期六：十六点 二十分。光学倍程法光学倍程法利用如角锥棱镜等器件，使测量光多次反射，往返N次，实现2N倍细分。界面多，光强损失大，偏振态误差会被放大。第八页，编辑于星期六：十六点 二十分。电子细分法电子细分法在光路中加入额外的波片或偏振分束镜，得到N个偏振方向错开360/N的光信号，分别接收检测。第九页，编辑于星期六：十六点 二十分。分步调相法分步调相法利用如压电晶体，多次微小改变参考光路的长度，测量每一次的干涉光强。该方法适于用CCD测量物体表面形貌。第十页，编辑于星期六：十六点 二十分。实例分析实例分析偏振干涉测试技术文献阅读报告第十一页，编辑于星期六：
4、十六点 二十分。测量平板折射率和厚度测量平板折射率和厚度通过使用环形路径光路装置(CPOC)和偏振相移干涉仪(PPSI)完成。待测平板玻璃GP将引入在光束的焦点处的一个纵向位移，结果是从透镜出射一个球面波，在没有GP时则产生准直平行光束。GP厚度的确定是通过光束焦点的纵向偏移与GP厚度的相应关系求出。光路原理图第十二页，编辑于星期六：十六点 二十分。第十三页，编辑于星期六：十六点 二十分。第十四页，编辑于星期六：十六点 二十分。测量表面形貌测量表面形貌剪切干涉测量原理剪切干涉测量原理细分方法：细分方法：旋转检偏器旋转检偏器多次记录多次记录使用带有微偏振器阵列的使用带有微偏振器阵列的CCD单次记
5、录单次记录使用使用PZT晶体调相晶体调相多次记录多次记录第十五页，编辑于星期六：十六点 二十分。第十六页，编辑于星期六：十六点 二十分。检偏器P()分别旋转0,90,180,270度时得到四个干涉强度，实现细分。最后可得：其中代表器件引入的相位差，通过样品引入的相位差便可以计算出样品表面轮廓。矩形路径的环形干涉仪中，在干涉臂中行进的反向传输波前彼此交叠在一起，因此干涉臂一侧引入的相位扰动会表现在所观测到的干涉案中互补的横向部分。这一现象可以用来检测放置在干涉仪反射镜上样品的表面轮廓，样品引入的相位变化可以利用偏振相移技术来复原。第十七页，编辑于星期六：十六点 二十分。第十八页，编辑于星期六：十
6、六点 二十分。偏振相移自参考矩形路径偏振相移自参考矩形路径环形环形干涉仪干涉仪第十九页，编辑于星期六：十六点 二十分。基于微偏振器阵列的同步相位偏移干涉仪基于微偏振器阵列的同步相位偏移干涉仪分析分析第二十页，编辑于星期六：十六点 二十分。CCD每个像素为2*2阵列，其中对应了4个微型偏振片，偏转方向分别为0、90、180、270度，用于引入相应的相位偏移。光路原理图与CCD微阵列第二十一页，编辑于星期六：十六点 二十分。第二十二页，编辑于星期六：十六点 二十分。使用偏振相移剪切干涉仪测量使用偏振相移剪切干涉仪测量角锥角锥棱镜表面面棱镜表面面形形多次调节反射镜M1或M2，实现多步调相后的测量结果
7、。例如移动4次，得到5组结果，代入下式，可得到相位差：光路原理图第二十三页，编辑于星期六：十六点 二十分。两种较新颖的细分方案两种较新颖的细分方案1.一次记录的共路相移径向剪切干涉仪：由单个CCD进行一次性实时录，并且由于其具有共路结构而对环境扰动不敏感。2.一次记录的多相移(4)干涉仪：基于4f系统，使用两个垂直的相位光栅，使得在相面获得多个等相移的干涉图。同样实现了一次性记录多个干涉图的目的。第二十四页，编辑于星期六：十六点 二十分。第二十五页，编辑于星期六：十六点 二十分。第二十六页，编辑于星期六：十六点 二十分。第二十七页，编辑于星期六：十六点 二十分。光路原理图与相位调制光栅第二十八页，编辑于星期六：十六点 二十分。谢谢大家！谢谢大家！第二十九页，编辑于星期六：十六点 二十分。