原创 Fizeau型干涉（斐索干涉）的测量原理

Fizeau型干涉（斐索干涉）的测量原理主要基于等厚干涉。以下是对其测量原理的详细解释：

一、基本原理

斐索干涉仪利用平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹来进行测量。当光线在薄膜的上下表面反射时，会形成两束相干光：一束是来自薄膜上表面的反射光（通常用作参考光束），另一束是透过薄膜并从被测表面反射回来的光（携带被测表面的形状信息）。这两束光在干涉仪内部重合，形成等厚干涉条纹。

二、光路设计

斐索干涉仪的光路设计包括点光源、准直物镜、分束器、被测件和观测系统等部分。点光源发出的光线经准直后，近乎正入射地照射被观察的透明物体。光线在物体上下表面间多次反射，并从反射方向观察干涉条纹。常用的斐索干涉仪有平面和球面两种类型，分别由不同的组件构成以适应不同的测量需求。

三、干涉条纹的形成与解读

干涉条纹的形成：当参考光束和检测光束重合时，它们会在观测系统中形成干涉条纹。这些条纹的形状和间隔取决于被测表面的形状和薄膜的厚度变化。

干涉条纹的解读：通过观测干涉条纹的形状和间隔，可以推断出被测表面的形状信息。例如，如果干涉条纹是平行的，则表明被测表面是平面的；如果干涉条纹是弯曲的，则表明被测表面是曲面的。

四、测量精度与稳定性

斐索干涉仪的测量精度通常较高，一般可以达到检测用光源平均波长的十分之一到百分之一。其稳定性也较好，这主要得益于其共光路原理。在干涉仪内部，测量和参考的光束路径是相同的，因此由空气湍流、声学干扰和其他因素引起的波动对于测量和参考波束路径是相同的，并被抵消。这种设计使得斐索干涉仪对非球面和自由曲面的灵活光学测量更易商用化。

五、应用领域

斐索干涉仪在光学元件的制造和检测中发挥着重要作用。它可以用于检测光学元件的面形、光学镜头的波面像差以及光学材料的均匀性等。此外，斐索干涉仪还可以用于测量球面的曲率半径和检测无限、有限共轭距镜头的波面像差等。

综上所述，Fizeau型干涉（斐索干涉）的测量原理是基于等厚干涉的，通过观测干涉条纹的形状和间隔来推断被测表面的形状信息。其高精度和稳定性使得它在光学元件的制造和检测中具有广泛的应用价值。

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