干涉显微镜的实际应用|常见问题

　　干涉显微镜是采用光波干涉原理检查工件表面粗糙度的仪器。干涉显微镜以一块平面反射镜作参考镜，被测零件表面作测量镜，利用迈克尔逊干涉仪原理，使其产生干涉条纹，通过对条纹弯曲量的测量，得出表面粗糙度值。

干涉显微镜的实际应用

　　干涉显微镜可以测量不平深度，工件表面不平深度可以用二种方法测量：用目视估计测量和用测微目镜测量。

　　1、用目视估计测量：

　　正确调整好干涉显微镜后，视场里同时可以看到被测量表面和由于加工或划痕引起弯曲的干涉条纹，而且条纹的方向是垂直于划痕方向的。

　　为了确定划痕或加工纹路的深度，应该用眼睛来确定被测量表面划痕处弯曲量为多少倍干涉条纹间隔，或者几分之一干涉条纹间隔。

　　白光时t=0.27·ΔN微米;单色光时t=1/2λ·ΔN微米。

　　式中：t——划痕或加工表面不平深度值，单位微米。

　　ΔN——条纹弯曲为几个干涉条纹或另点几个干涉条纹。

　　λ——干涉显微镜出厂证明书上附干涉滤色片检定证书单色光的波长。

　　2、用测微目镜测量：

　　把干涉显微镜测微目镜十字线中一条和干涉条纹的方向平行，另一条与被测量表面划痕方向平行，此时用固紧螺丝将测微目镜固紧。

　　不平深度测量分为三个步序：

　　(1)测量条纹之间的间隔：

　　在白光工作时，用两条黑色条纹进行测量，条纹之间隔值用测微目镜上股轮分划数来表示。为了提高测量精度，将十字线对准条纹的中间，而不是条纹的边缘。

　　移动干涉显微镜测微目镜视场中十字线，使其与干涉条纹方向平行的一条刻线对准一黑色干涉条纹下凸缘的中间，此时第得到一个读数N1;然后将同一条刻线对准另一条黑色干涉条纹下凸缘的中间，得到第二个读数N2，或者在单色光时，对准其它任一条干涉条纹的中间，得到第二个读数N2，但此时必须记住量测的两个干涉条纹间所包含的间隔数n，为了提高干涉显微镜测量精度，nZ好取三个以上。

　　(2)测量条纹的弯曲量：

　　干涉条纹的弯曲量，同样用测微鼓上分划数表示。用一条刻线对准干涉条纹下凸缘的中间，此时读数为N3。然后用同一条刻线对准同一条干涉条纹Zda弯曲处的干涉条纹上凸缘中间，得到第二个读数N4。

　　干涉条纹的弯曲值为多少个干涉条纹的间隔可用下式表示：

　　ΔN=n(N3-N4)/(N2-N1)条干涉条纹

　　(3)计算不平深度：

　　在白光工作时，一个干涉条纹的弯曲量相当于被测量表面不平深度为0.27微米，此时不平深度可用下式计算：

　　t=0.27n(N3-N4)/(N2-N1)微米

　　式中：t——不平深度，微米。

　　N1——测量间隔时diyi次读数。

　　N2——测量间隔时第二次读数。

　　N3——测量条纹弯曲量时diyi次读数。

　　N4——测量条纹弯曲量时第二次读数。

　　n——测量的第二个条纹所包含的间隔数，白光时n=1。

　　为了确定不平深度，必须取工件表面上几处测量的平均值，为此干涉显微镜工作台可以移动，干涉显微镜一般可测量10到14级表面光洁度。

干涉显微镜常见问题

　　在理想情况下，对理想平面进行测量，应在干涉显微镜视场中看到一组清晰平直，且色彩对称的理想干涉条纹。但在实际使用的干涉显微镜中，由于种种原因，可能使干涉条纹的质量很差，直接影响测量的准确，以至无法进行测量，这种情况在工作中经常遇到。现就常见的间题，产生的原因以及解决的办法讨论如下：

　　一、干涉条纹清晰范围不够

　　1、物镜工作距离不对，即两组物镜至分光镜的距离不等，可通过调整水平物镜，使两路光光程相等来解决。

　　2、可变光栏开的过大，物镜孔径也大，鉴别率也高，但大孔径时相应地对干涉显微镜各部分要求也高，所以大孔径时干涉条纹质量没有小孔径时好，调整时可拿掉目镜，用眼睛在目镜管里观察，孔径光栏不应大于物镜框的直径。

　　3、两支光路光强不相等，工件表面和标准反射镜的反射率相差太大，可根据工作表面情况选择标准反射镜。

　　4、光学零部件表面有水汽，霉斑等，可对光学零件进行擦试，以垂直物镜为ZD。另外，由于经常测试球形工件，使垂直物镜表面磨损，这样只能更换垂直物镜。

　　二、干涉条纹颇色不对称或不均匀

　　1、条纹不黑，颜色不对称。如两支光路中玻璃层厚度不同，色散也不同，可转动补偿镜增加或减少一支光路中玻璃层厚度来补偿两物镜的差异。如干涉显微镜光学零部件装得不对称，物镜原始状态时物镜光轴不正，这时应调整分光镜，使它处于标准反射镜和工件表面的角平分面上，标准反射镜面应和物镜光轴相垂直。

　　2、干涉条纹组颜色斜角对称，即一个条纹上颜色不均匀。干涉显微镜光学零件相对位置不正确，即补偿镜和分光镜不平行，可拆下分光镜组，垫补偿镜和补偿镜座的结合面，使补偿镜和转轴平行或在转座和支承板之结合面垫锡纸，使补偿镜和分光镜平行。

　　三、干涉条纹弯曲

　　为了补偿干涉显微镜两物镜的差异，补偿镜在校正条纹颜色转动时，使得补偿镜和分光镜不平行。可以更换物镜或修薄补偿镜或分光镜的厚度，以减少补偿镜和分光镜的平行度，如由于标准反射镜变形所至，可更换标准反射镜。

　　四、干涉条纹出现不规则的弯曲

　　可能是由于标准反射镜表面有污点，划伤，可将反射镜拆下擦试干净，如不是上述原因致，则可能是有油渗到物镜内，使光程发生变化，形成条纹的位置发生变化，条纹呈不规则的弯曲，此时拆开物镜对干涉显微镜各镜片表面擦试即可消除。