ГОСТ Р 8.745—2011/ISOTTR 14999-2:2005
Эти способы и устройства используютсядля введения разности фаз между пучками либодискретно,
либо непрерывно, в зависимости от условий измерительной задачи, соответственновводимомучастотному
сдвигу.
В зависимости отспособа изменения фазы применяют три метода:
- гетеродинной интерферометрии (<р= orf):
-интерферометрии с фазовой синхронизацией (<р= а sintof+<p0):
- интерферометрии фазовых шагов и фазового сдвига (<р= (г
- 1
)ф0).
П р и м е ч а н и е — Способ, описанный в 4.3. основан на пространственном изменении фазового сдвига
Ф = ро + р,х соответственно углу наклона между референтным (опорным) и измеряемым волновыми фронтами,
благодаря чему формируются клинообразные прямые полосы с определенной пространственной частотой. Бо
лее сложные методы, основанные на пространственном изменении фазы, описаны в 4.5.
4.4.2 Гетеродинная интерферометрия
A
Разность фаз ф= otf = 2
Af t
между интерферирующими пучками варьируется с помощью непре
рывного фазового модулятора (например, вращающейся радиальной дифракционной решетки, акусто-
оптического модулятора или вращающегося двухлучепреломляющего элемента). Поскольку непрерывно
возрастающая разность фаздостигает удвоенной частоты (второй гармоники), то возможно применение
двухчастотноголазера. Модулированная интенсивностьинтерференционной картины регистрируется фото
электрическим устройством. Для каждой координаты (х. у) интерференционной картины (т. е. в каждой ее
точке) измеряется сигнал с частотой биений / при условии, что его полоса достаточно велика. Поэтому
фазовые измерения могут быть выполнены путем сравнения двух сигналов средствами электроники.
Один из вариантов полагает размещение неподвижного приемника излучения в точке с координа
тами (х0, у0). а второй приемник сделать сканирующим по всей интерференционной картине. В каждой
точке (х. у) электронным фазометром со сканирующим приемником излучения на входе определяется раз
ность фаз ДФ = Ф(х.
у)
- Ф(х0,у0). Путем последующего интегрирования ДФ по всей площади интерферен
ционной картины определяется оптическая разность хода волновых фронтов без неопределенности по мо
дулю
2
s. но с определением знака.
Другая возможность использования второго приемника состоит в наблюдении интерференции пуч
ков. не воздействующих на датчик. Фазовый сигнал этого приемника фиксируется и служит в качестве
реперного в электронной фазометрии.
4.4.3 Интерферометрия с фазовой синхронизацией
Разность фаз интерферирующих пучков модулируется синусоидально введениемдополнительного
управляемого фазового смещения ф
0
0
Ф(х, у,
0 = asinorf + ф (х, у. 0-(9)
Простейшим способом считается применение опорного зеркала с пьезоэлектрическим приводом.
Результирующая интенсивность
Цх.
у, 0 = /0{1 +
V
cos [Ф(х, у) - <р(0 -
a
sin (of)},(10)
Уравнение для /(/) в данной точке интерференционной картины (х. у) содержит члены типа
cosfa • sin(o>f)] и sin(a ■sin(erf)]. Эти члены могут быть разложены в ряды по бесселевым функциям в
качестве коэффициентов
3
/ду(0 = /о ♦ /о
V
сов(Ф - ФоИ^о(а) +
2J2
(a) cos(2orf) + ...} --
IaV
s in ^ - q>D) {2J,(a) sin(orf) ♦ 2J (a) sin(3o>f) + ...}.
Частотный спектрдетектированного сигнала
U
содержит компоненты:
U0
(постоянную составляющую)
и 1/„.
и
2ш... в виде высших гармоник частоты модуляции о>. При малых амплитудах а:
1
/„ = /0\/а sin(tof) •ап(Ф-фо),(
12
)
0
U2m
- j /п
V а2
cos(2tof) соэ(Ф - ф ).(13)
Компонента сигнала
U,,
исчезает в местах максимума и минимума интерференционной картины, в то
время как компонента
U2.„
достигает максимума.
Uu
= 0;
U2„
= max.(14)
22