什么是Twyman-Green干涉仪？
发布时间：2023-02-17 08:00:00 阅读数： 2511
Twyman-Green干涉仪是用于测试光学元件的干涉仪。它是由Frank Twyman和Arthur Green在1916年发明的。它用于测量光学元件、组件、系统和光学级机械表面的表面形状和传输波面质量。Twyman-Green干涉仪中使用了一个点状光源，如激光或LED。Twyman-Green干涉仪有一个像迈克尔逊干涉仪一样的镜子和分束器安排。唯一的区别是干涉仪的照明方式。Twyman-Green干涉仪使用一个单色的点光源，该光源位于一个经过良好校正的透镜的主焦点上，而迈克尔逊干涉仪则使用一个扩展光源。
图1：Twyman-Green干涉仪的基本布局
Twyman-Green干涉仪由一个光源（S）、镜子1（M1）、镜子2（M2）、一个分束器（BS）和一个屏幕组成。
光源用于为干涉仪提供输入光。分光器用于将来自光源的入射光线分成两个独立的光束。其中一束到达M1的光反射来自光源的光，并将其引向分光器。来自分光器的另一束光到达M2并被反射回BS。当两束光在分光器处重新结合并相互干扰时，就产生了干扰图案。屏幕用于显示由干涉仪产生的干涉图案。M1和M2之间的距离是可调的，允许测量由干涉仪产生的干涉图案的相移。通过分析干涉图案，可以获得有关被测物体属性的信息，如其表面形貌或材料样品中存在的应力和应变。
如果镜子M1和M2相互平行，分束器BS与每个镜子的法线形成45°角，则干涉恰好等同于正常入射的薄膜干涉。当d=m/2时，其中d是通过平移M1调整的两臂之间的路径长度差，我们得到完全的建设性干涉。当d = (m + 1/2)/2时，我们得到完全的破坏性干涉。由于入射角是恒定的，如果我们旋转M2，我们将观察到屏幕上厚度相同的条纹。这种情况类似于使用准直光和不同厚度的薄屏幕时看到的干涉。其中一面镜子被故意倾斜，以产生用于测试光学元件的流苏。当元件被放置在干涉仪中时，元件的质量就可以根据流苏图案的变化来确定。对于测量焦距和确定像差，镜头测试是非常重要的。
Twyman-Green优点
用途广泛
非接触式测试
划伤被测表面的可能性较小。
Twyman-Green缺点
需要高质量的光学元件。
Twyman-Green应用
Twyman-Green干涉仪经常被用来测试光学系统的质量，如镜头、镜子和望远镜，以及量化这些系统中存在的波前像差。它们可用于测试材料的特性，如样品中存在的应力和应变，通过测量干涉仪产生的干涉图案的相位变化。
Twyman-Green干涉仪可用于分析物体的表面形貌，包括表面的形状和粗糙度，通过测量干涉仪产生的干涉图案的相移。它们被用来进行高分辨率的显微镜检查，以及测量小颗粒和其他结构的尺寸和形状。它们还被用于设计和优化光学系统，以及在制造过程中测试这些系统的性能。
