外差式激光干涉和零差式激光干涉的區(qū)別

外差式激光干涉和零差式激光干涉是兩種不同的激光干涉測量技術(shù)，它們在工作原理、特點和應(yīng)用方面存在顯著的差異。以下是對這兩種技術(shù)的詳細比較：

一、工作原理

外差式激光干涉

外差式激光干涉儀又稱雙頻干涉儀或交流干涉儀，其工作原理是利用兩種不同頻率的單色光作為測量光束和參考光束。

通過光電探測器的混頻，輸出差頻信號，從而實現(xiàn)對被測物體的精確測量。

零差式激光干涉

零差式激光干涉儀是一種簡單的位移測量干涉儀。

其工作原理是通過測量穩(wěn)頻激光器發(fā)出的光束在測量鏡沿光軸方向移動時兩束光的光程差變化，從而得到測量鏡的位移變化量。

二、特點

外差式激光干涉

高分辨率：由于物體變化所產(chǎn)生的多普勒頻移信息載于穩(wěn)定的差頻上，因此光電探測時避過了激光器的低頻噪聲和半導(dǎo)體器件的噪聲區(qū)，提高了光電信號的信噪比，使得測量分辨率大幅提高。

寬動態(tài)范圍：外差激光干涉儀可以在光強衰減較大的情況下仍能正常工作，因此適用于較長距離的測量。

抗振動能力強：外差式激光干涉儀可以通過消除環(huán)境振動對測量結(jié)果的影響，使其具有更高的測量精度和穩(wěn)定性。

適用于連續(xù)變化過程測量：外差激光干涉儀可以直接從輸出頻率相對于差頻的增減判別運動的方向，因此適用于測量物體的連續(xù)變化過程，如隨機振動波形、氣流擾動等。

零差式激光干涉

結(jié)構(gòu)簡單：零差激光干涉儀的結(jié)構(gòu)相對簡單，易于實現(xiàn)和維護。

對光強衰減敏感：零差式激光干涉儀對光強衰減較為敏感，因此更適用于短距離的測量場景。

測量精度和動態(tài)范圍有限：由于其測量精度和動態(tài)范圍相對有限，零差激光干涉儀在高精度和復(fù)雜測量領(lǐng)域的應(yīng)用受到一定限制。

三、應(yīng)用

外差式激光干涉

外差式激光干涉儀在制造、檢測等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，例如檢測微機械系統(tǒng)（MEMS）的力學(xué)特性和生物醫(yī)學(xué)器械的機械性能，研究材料的彈性性質(zhì)和形變行為（如納米材料、多層薄膜和生物材料等），以及監(jiān)測機械設(shè)備的振動狀態(tài)和結(jié)構(gòu)變形（如鐵路橋梁、汽車零部件等）。

零差式激光干涉

盡管零差式激光干涉儀在高精度和復(fù)雜測量領(lǐng)域的應(yīng)用受到一定限制，但在某些短距離、簡單結(jié)構(gòu)的測量需求中，零差激光干涉儀仍然可能更為合適。

綜上所述，外差式激光干涉和零差式激光干涉在工作原理、特點和應(yīng)用方面存在顯著差異。在選擇使用哪種干涉儀時，需要根據(jù)具體的測量需求和應(yīng)用場景進行綜合考慮。

TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀

一款可以“實時”動態(tài)/靜態(tài) 微納級3D輪廓測量的白光干涉儀

1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復(fù)雜的問題，實現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描，亞納米精度下實現(xiàn)優(yōu)秀的重復(fù)性表現(xiàn)。

2)系統(tǒng)集成CST連續(xù)掃描技術(shù)，Z向測量范圍高達100mm，不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率，為復(fù)雜形貌測量提供全面解決方案。

3）可搭載多普勒激光測振系統(tǒng)，實現(xiàn)實現(xiàn)“動態(tài)”3D輪廓測量。

實際案例

1，優(yōu)于1nm分辨率，輕松測量硅片表面粗糙度測量，Ra=0.7nm

2，毫米級視野，實現(xiàn)5nm-有機油膜厚度掃描

3，優(yōu)秀的“高深寬比”測量能力，實現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開口寬度測量。