Mirau型干涉（米劳干涉）的测量原理

Mirau型干涉（米劳干涉）的测量原理主要基于光的干涉现象，特别是利用相干光波的叠加来产生干涉条纹，从而实现对被测物体表面形貌的精确测量。以下是对其测量原理的详细解释：

一、基本原理

当两束相干光波在空间某点相遇时，它们会相互叠加并产生干涉现象。干涉条纹的形成取决于两束光的相位差，相位相同时产生亮条纹，相位相反时产生暗条纹。Mirau型干涉仪利用这一原理，通过测量干涉条纹的变化来推断被测物体表面的微小形变或高度变化。

二、干涉仪结构

Mirau型干涉仪通常由光源、分束器、物镜、参考镜和探测器等部分组成。其中，物镜和参考镜是关键组件，它们共同构成一个干涉系统。物镜用于聚焦被测物体表面的反射光，而参考镜则提供一个稳定的参考光波。

三、测量原理

光路设计：在Mirau型干涉仪中，光源发出的光经过分束器后被分为两束。一束光直接射向被测物体表面，经反射后进入探测器；另一束光则射向参考镜，经反射后也进入探测器。这两束光在探测器上相遇并产生干涉条纹。

相位差测量：由于被测物体表面的微小形变或高度变化，反射光的相位会发生变化。这种相位变化会导致干涉条纹的移动或变形。通过测量干涉条纹的变化，可以计算出被测物体表面的形变或高度变化。

数据处理：探测器将干涉条纹的图像转换为电信号，并传输到计算机进行处理。计算机通过算法分析干涉条纹的变化，从而得出被测物体表面的三维形貌或薄膜厚度等参数。

四、应用

Mirau型干涉仪具有高精度、非接触式测量等优点，广泛应用于光学元件的检测、表面粗糙度的测量、薄膜厚度的测量以及三维形貌的重建等领域。例如，在光学元件制造业中，Mirau型干涉仪可用于检测透镜、棱镜等光学元件的表面质量；在半导体工业中，它可用于测量薄膜的厚度和均匀性；在生物医学领域，它可用于细胞及组织的三维重建等。

综上所述，Mirau型干涉（米劳干涉）的测量原理基于光的干涉现象和相干光波的叠加原理。通过测量干涉条纹的变化，可以实现对被测物体表面形貌的精确测量。

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