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白光干涉仪传递函数的成因分析及其非线性研究

刘乾 袁道成 何华彬 吉方

刘乾, 袁道成, 何华彬, 吉方. 白光干涉仪传递函数的成因分析及其非线性研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(6): 634002-0634002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0634002
引用本文: 刘乾, 袁道成, 何华彬, 吉方. 白光干涉仪传递函数的成因分析及其非线性研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(6): 634002-0634002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0634002
Liu Qian, Yuan Daocheng, He Huabin, Ji Fang. Determination and nonlinearity study of instrument transfer function of white light interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6): 634002-0634002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0634002
Citation: Liu Qian, Yuan Daocheng, He Huabin, Ji Fang. Determination and nonlinearity study of instrument transfer function of white light interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6): 634002-0634002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0634002

白光干涉仪传递函数的成因分析及其非线性研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0634002
基金项目: 

国家自然科学基金(51605454);科学挑战专题(JCKY2016212A506-0107);中国工程物理研究院预先研究项目

详细信息
    作者简介:

    刘乾(1983-),男,工程师,博士,主要从事光学检测方面的研究。Email:liuqian@caep.cn

  • 中图分类号: TH74

Determination and nonlinearity study of instrument transfer function of white light interferometer

  • 摘要: 为提高光学表面的功率谱密度检测精度,研究了白光干涉仪仪器传递函数(ITF)的产生机理和标定方法。将白光干涉仪作为非相干成像系统,对正弦表面干涉光强进行Bessel函数展开,通过干涉光强的频谱强度变化研究白光干涉仪对正弦表面高度的作用机理,利用数值仿真计算了白光干涉仪对正弦表面的衰减程度。采用30、80、120 nm高度的台阶标准板对商品白光干涉仪的传递函数进行标定,并提出了一种可靠的ITF计算方法。理论分析、数值仿真和实验结果表明:ITF随表面高度的增加而增大,此时白光干涉仪对表面高度的响应表现出明显的非线性;表面高度小于/10得到的ITF曲线与白光干涉仪光学系统调制传递函数非常接近,白光干涉仪对表面高度的响应接近线性。文中对于白光干涉仪频域传递特性研究和光学表面功率谱密度检测具有重要意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-05
  • 修回日期:  2017-05-20
  • 刊出日期:  2017-06-25

白光干涉仪传递函数的成因分析及其非线性研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0634002
    作者简介:

    刘乾(1983-),男,工程师,博士,主要从事光学检测方面的研究。Email:liuqian@caep.cn

基金项目:

国家自然科学基金(51605454);科学挑战专题(JCKY2016212A506-0107);中国工程物理研究院预先研究项目

  • 中图分类号: TH74

摘要: 为提高光学表面的功率谱密度检测精度,研究了白光干涉仪仪器传递函数(ITF)的产生机理和标定方法。将白光干涉仪作为非相干成像系统,对正弦表面干涉光强进行Bessel函数展开,通过干涉光强的频谱强度变化研究白光干涉仪对正弦表面高度的作用机理,利用数值仿真计算了白光干涉仪对正弦表面的衰减程度。采用30、80、120 nm高度的台阶标准板对商品白光干涉仪的传递函数进行标定,并提出了一种可靠的ITF计算方法。理论分析、数值仿真和实验结果表明:ITF随表面高度的增加而增大,此时白光干涉仪对表面高度的响应表现出明显的非线性;表面高度小于/10得到的ITF曲线与白光干涉仪光学系统调制传递函数非常接近,白光干涉仪对表面高度的响应接近线性。文中对于白光干涉仪频域传递特性研究和光学表面功率谱密度检测具有重要意义。

English Abstract

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