显微光波干涉仪显示物体表面轮廓
在弗吉尼亚理工学院和州立大学，研究人员建造了一台光纤杨氏双孔干涉仪用作三维显微光波干涉仪，并在建造过程中发现精确均衡两根光纤产生稳定的零级干涉条纹的方法。在干涉仪中，光纤耦合器将光均等地分给两段单模光纤，两根光纤的输出端放置被照亮的三维物体。当成像到CCD摄像机上时，物体上产生的干涉条纹花样给出物体的表面轮廓信息。通过需要知道零级条纹位置的相位展开算法消除了干涉条纹花样中的相位不确定性。为了找到零级条纹，两种波长的光--633 nm和830 nm--被连续地投射通过干涉仪，如果光程等长，不移动的条纹就是零级条纹。 但如果光程长度不等，即使零级条纹也会漂移。为了使整个方案运转，首先必须将这两段光纤磨成精确等长。在磨制过程中，研究人员通过将超发光二极管(SLED)产生的宽光谱光射入耦合器来监控两段光纤的长度差。在两段光纤的末端将光反射，并用光学光谱分析仪通过耦合器观察，示出被调制宽带光谱有一随两段光纤的光程差的减少而增加的调制周期。其他的系统反射和SLED的模式噪声引入的额外调制在磨制过程中不变，因而可以忽略。 光纤耦合器和两根等长的光纤形成用作显微光波干涉仪的杨氏双孔干涉仪(上图)。此设备的装配中，两根光纤各自固定在装在双轴平移台上的滑轮上，经过适当的位置调整，两滑轮粘在一起。两光纤的末端靠得非常近，几乎接触，像一个白色针状凸出。拍摄下的饮料罐的轮廓显示出33 mm的半径(下图)计算表明6.6 μm的光纤长度差产生的零级条纹漂移是一个CCD像素，被选作可接受的判据。光纤打磨技术使研究人员能将初始1mm的光纤长度差减到6 μm以下(能比6 μm小多少还不能确定，因SLED光谱宽度有限)。剩下的微小长度差通过轴向调整光纤的端面进行补偿。在不引入不可接受的光纤色散致相移情况下轴向调整不能补偿更大的光纤长度差。 显微光波干涉仪构造简单，已用于测量真实的物体。未来的研究途径包括加入的第三个波长，这是减少光纤色散的另一原因。
显微、光波干涉仪、显示、三维物体、光纤长度、零级条纹、光纤耦合器、干涉条纹、轴向调整、光纤色散、光学光谱分析仪、相位展开算法、相位不确定性、人员、调制、超发光二极管、粘在一起、杨氏、位置调整、微小长度
TH7;TP3
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
59-60
