点衍射干涉仪的原理与发展
点衍射干涉仪作为一种重要的光学检测工具,具有独特的原理和发展历程。
点衍射干涉仪最早由Linnik于1933年提出,1975年由Smart和Steel完成具体实施。其中,针孔点衍射干涉仪的工作原理是,聚焦透镜将入射待测波前聚焦到加工有极小针孔的点衍射板上,形成点像弥散斑,待测波前透过点衍射板形成检测波前,检测波前与参考波前在点衍射板后方发生干涉产生干涉条纹,通过这些干涉条纹对待测波前进行检测。
针孔点衍射干涉仪具有一些显著特点。当针孔直径在波长量级时,远场衍射波前相对于理想球面波的偏离量小于万分之一波长。针孔可以是透明的,也可以是不透明的,产生的球面波阵面质量取决于遮蔽或针孔的几何质量。不过,衍射形成的参考光光强弱,点衍射板透过率通常多在1%左右。
点衍射干涉仪是结构简单的共路干涉仪,具有良好的抗震性,受大气扰动、机械振动的影响较小,并且对光源无特殊要求,可使用普通白光光源。
在其发展过程中,还出现了具有点衍射功能的马赫曾德干涉仪,这种干涉仪的排列方式多样,可以在马赫-曾德尔干涉仪的参考臂中通过针孔进行额外滤波。该装置能够作为波前测试仪,测试样品放置在干涉仪前方。
此外,还有光纤点衍射干涉仪,单模光纤末端可用于产生近乎完美的球面波阵面。例如在G.Sommargren的PDI中,光纤末端涂有半透明金属膜,通过反射光的叠加可在CCD相机上显示干涉图,在某些布置中甚至可避免使用目镜。
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