光學外差式干涉儀之設計與特性研究

Abstract

本論文是利用外差式干涉儀來作為我們的光學量測系統，用來測定材料的介電常數與導磁率。干涉儀主要是結合Mach-Zehnder干涉儀和鎖相放大器(Lock-in amplifier)所構成.使用紅光He-Ne雷射(632.8 nm)為光源，及外差干涉儀的技術來作介電常數與導磁率量測的方法。 在本研究中，我們以兩束線性偏振光通過兩個聲光調制器產生兩束具有頻差的光外差光源，以得到所需的外差調變信號。由所測得的干涉信號電壓與相位來求得石英的介電常數與導磁率。此法的架構簡單，且組裝架構設置容易等優點。 本法與傳統方法相比較，對待測物不具破壞性，由於利用光束正向打入待測物，反射時所產生的相位差來推導，因此與待測物表面的平整度無關。而由於外差干涉術可精確地量出相位差，因此量測解析度(resolution)亦高。 以雙偵測器(detector)的方式，對干涉圖形進行，而將待測物相位變化的信號經過電子信號處理而顯示於鎖相放大器上，完成高解析度的即時檢測。這技術的光學機構並與電腦結合，利用LabView軟體和GPIB卡及時的去處理我們所量測出來的數據，也減少了人為記錄所造成的誤差。以達成自動化量測的目的並減少龐大資料處理過程中的單調性，且能及時顯示測量結果也達到光電系統整合目的，使本實驗裝置更具有實用價值。