什么是斐索Fizeau干涉仪（ Fizeau Interferometer）？
发布时间：2023-07-24 08:00:00 阅读数： 624
斐索干涉仪是一种双光束干涉仪，利用参考光束和测试光束测量表面平面度。它由法国物理学家 Armand Fizeau 于 19 世纪发明。这种激光干涉仪可以测定透明材料的折射率。斐索干涉仪为特维曼-格林干涉仪提供了一个更简单的替代方案。它允许两个间隔很近的元件之间发生干涉，必须小心控制它们之间的相对距离。斐索干涉仪与法布里-佩罗干涉仪有相似之处。
斐索干涉仪的构造
斐索干涉仪由一个光源、一个分光镜和一个部分镀银的反射镜组成。它还有两个反射面，通常是相向放置的平行玻璃板。第一个反射镜的后表面和第二个反射镜的前表面是部分反射镜。这些反射面允许部分入射光通过，同时反射部分入射光。
斐索干涉仪的工作原理
在上图中，一束单色光（如激光）通过会聚透镜射入针孔。由于会聚透镜起着准直器的作用，因此这种构造会使光束会聚并变得平行。然后，进入的光束被引向分光镜。分光镜将光线分成两条路径：参考光束和测试光束。一部分光线从分光镜反射到参考表面，另一部分光线则通过分光镜透射到被测表面。测试光束与测试表面相互作用，根据表面的特性进行反射或透射。
然后，参考光束射向高质量参考表面，该表面是仪器的一个组成部分，位置固定。入射光的一部分向测试表面透射，另一部分被参考表面的后表面反射。
当两束反射光在分光镜处重新结合时，它们会相互叠加和干涉。发生干涉的原因是两束光的光路长度不同。
将组合光束照射到屏幕或成像设备上，就能观察到干涉图案。干涉条纹由明暗交替的条纹组成。当两束光发生建设性干涉时，就会出现亮条纹，而当两束光发生破坏性干涉时，就会出现暗条纹。干涉图案包含有关被测表面的宝贵信息。
斐索干涉仪依赖于参考光束和测试光束之间的光路长度差。这种路径长度差对于干涉条纹的形成至关重要。相比之下，迈克尔逊干涉仪和马赫-泽恩德干涉仪等干涉仪通常使用可移动的反射镜或光束位移器来引入受控的路径长度差。
参考面被调整到针孔图像从目镜中消失为止。这种调整可确保参考面垂直于平行光束。
通过调节两个反射面之间的间距，可以调整它们之间的气隙厚度。气隙厚度的变化会改变两束反射光束的路径长度差，从而导致观察到的干涉条纹发生变化。利用斐索干涉仪的这一特性，可以测量表面平整度、表面质量，甚至透明材料的折射率。
斐索干涉仪的应用
斐索干涉仪在光学、计量学和干涉显微镜等多个领域都有应用。
表面计量： 它用于测量透镜、反射镜和棱镜等光学元件的平面度、表面不规则度和质量。
薄膜分析： 通过测量薄膜产生的干涉图案，可以确定这些薄膜的厚度和折射率。这对于生产光学镀膜和半导体的行业至关重要。
折射率测定： 斐索干涉仪可通过比较有无样品的干涉图案来测量透明材料的折射率。
光学测试： 干涉仪用于测试和验证光学系统的性能，包括望远镜、显微镜和照相机。
精密测量： 斐索干涉仪有助于纳米技术、微电子和半导体制造等领域的高精度测量。它们可用于高精度测量微小位移、距离和厚度。
