實時全息法

實時全息干涉計量術簡稱實時法, 具有實時、全場、靈敏、非接觸、非破壞、精度高等特點, 其原理如

圖1所示。激光束經分束鏡後分成兩路, 反射的為參考光束, 經M 1 反射後再經透鏡L 1 擴束, 經針孔後以

U r 的參考光束射向全息底片H。另一路光束鏡光束鏡組LO 後準直, 以UO 物光束照明工件O , 最後射向全

息底片H, 在H 位置形成被測物表面反射的全息圖。全息圖經顯影后正確復位, 在觀察屏S 上可以實時觀

察干涉條紋, 干涉條紋的對比度C 可用下式表示:

(1)式中, K = exp ( i<&ouml;KR ) ; Q為物光與參考光光強之比; R 為表面精糙度的均方根植; < 為物光與參考光的位相

差; R 為被測表面中心至觀察屏S 的距離。

用電視攝像機或光電掃描測出干涉條紋的強度分佈, 求出輸出光強的極大值與極小值, 則可以用

C= ( Imax - Im in )&ouml;( Imax+ Im in) 求出對比度C, 然後用式(1) 計算出表面粗糙度的均方根值R。式(1) 是在假設光源具有良好的空間與時間相干性的條件時得出的對比度與表面粗糙度的關係式。實際應用中, 在表面粗

糙度的均方根值在0105Lm～ 018Lm 範圍時, 式(1) 有較高的準確度。由於實時法是一種單波長的測量, 其

缺點是粗糙度的均方根值R 必須小於所採用的波長, 這樣就限制了這種方法的適用範圍。為了克服這個缺

點, 文獻[ 6 ]提出了雙波長全息干涉術( two2w avelength ho lograph ic in terferom et ry, 稱簡TWH I) , 它是實

時法的一種擴展形式。由於雙波長全息干涉術利用激光器發出兩個或兩個以上不同的波長對物體拍攝全

息干涉圖, 相當於用一個等效波長K= K1K2&ouml;&ucirc;K2 - K1&ucirc;對物體進行干涉測量, 故擴大了測量範圍。

圖1　實時全息法原理 ^[1]