Интерферометры

 

Интерферометры – это оптико-механические приборы для измерения линейных размеров, в которых оптико-механическое преобразование происходит с использованием интерференции света.

Основным их назначением является измерение и аттестация концевых мер длины, измерение контркалибров, аттестация образцовых деталей и т.д.

Картина интерференции - это наблюдаемая совокупность интерференционных полос, возникающих при сложении и вычитании волн когерентных световых лучей.

Интерференция возникает при прохождении лучей света через клин между двумя отражающими поверхностями прозрачных пластин.

Лучи света, пройдя через плоскопараллельное стекло на нижней плоскости А, разделяются на два пучка. Первый пучок, отразившись от плоскости А вверх, выходит из стекла наружу. Второй пучок проходит в клин между пло­скостями А и Б, отражается от плоскости Б снова на А, проходит сквозь нее внутрь стекла и вместе с первым пучком выходит наружу.

При этом второй пучок на своем пути через клин получает оптическую разность хода по сравнению с первым по фазе, а потому интерферирует с ним при выходе из стекла, вследствие чего мы видим в итоге картину интерференции, состоящую из ряда темных и светлых полос. Первая от ребра клина темная полоса возникает в том сечении клина, где его толщина равна половине длины волны света λ/2, вторая темная полоса - там, где толщина сечения клина равна длине волны λ, третья полоса - там, где толщина клина равна 3λ/2 и т.д.

Как видно, темные полосы возникают в ряде сечений с разностью хода лучей, равной нечетному числу полуволн.

Для белого света полосы возникают в сечениях с разностью хода 0,3; 0,6; 0,9 мкм и т.д.

Каждая темная полоса возникает в сечении с определенной толщиной (т.е. разностью хода), и если клин изменится и эта толщина переместится в другое место по сечению клина, то полоса интерференции переместится по клину за этой «своей» толщиной.

При уменьшении угла клина расстояние между полосами интерференции увеличится, а при увеличении угла шаг полосы уменьшится, т.е. они сблизятся. Таким образом, если шаг полос большой, то угол клина малый и наоборот.

Интерферометры разделяют:

- по характеру взаимодействия с поверхностью измеряемого объекта на контактные и бесконтактные;

- по расположению оси измерения на вертикальные и горизонтальные;

- по типу устройства для отсчета показаний на окулярные и экранные;

- по типу оптического луча на обычные световые и лазерные

Наиболее распространены контактные интерферометры. Будущее – за лазерными.

Конструкции контактных интерферометров включают трубку и устройства для установки трубки и базирования детали.

Трубка контактного интерферометра состоит из осветителя на штанге, углового корпуса, ручки светофильтра, микроскопа, присоединительного цилиндра, окуляра и теплового экрана.

Устройством для установки трубки и базирования детали для вертикальных интерферометров является стойка, аналогичная стойке вертикального оптиметра, но отличающаяся размерами предметного стола и наличием в столе нижнего наконечника, расположенного на одной вертикальной оси с измерительным стержнем трубки.

Для горизонтальных интерферометров таким устройством является основание - станина однотипная станине горизонтального оптиметра ОГО-1.