Частотная сканирующая интерферометрия

Частотная сканирующая интерферометрия ( FSI ) — это метод измерения абсолютного расстояния , предназначенный для измерения расстояния между парой точек вдоль прямой видимости. Сила метода FSI заключается в его способности выполнять множество таких измерений расстояний одновременно.

Для каждого измеряемого расстояния создается измерительный интерферометр с использованием оптических компонентов, размещенных на каждом конце линии прямой видимости. Оптический путь каждого измерительного интерферометра сравнивается с оптическим путем эталонного интерферометра путем сканирования частоты лазера (подключенного ко всем интерферометрам в системе) и подсчета циклов полос, возникающих в обратных сигналах от каждого интерферометра.

Длина каждого измерительного интерферометра выражается в единицах эталонной длины как отношение длины полос измерительного интерферометра к полосам эталонного интерферометра.

Приведем пример: сканирование частоты может произвести 100 циклов интерференции в измерительном интерферометре и 50 в эталонном интерферометре. Таким образом, измеренный интерферометр в два раза превышает длину эталонного интерферометра в первом порядке (без учета систематических ошибок - см. Ниже).

Меры предосторожности при использовании эталонного интерферометра

Типичный эталонный интерферометр удерживается на стабильной длине в контролируемой среде, чтобы уменьшить доминирующие систематические ошибки, возникающие из-за изменений оптического пути, возникающих во время сканирования частоты лазера.

Использование

Сильная сторона метода FSI заключается в способности одновременно сравнивать любое количество «измерительных» интерферометров с одной и той же эталонной длиной. Это имеет большое преимущество в системе измерения формы.

Система FSI используется для мониторинга изменений формы полупроводникового трекера (SCT) на детекторе ATLAS в CERN .

Точность

Чувствительность измерения зависит от того, насколько быстро настраивается лазер и насколько хорошо контролируются систематические ошибки. В настоящее время в вакуумных интерферометрах возможна точность в несколько нм на расстоянии 6 м. Ожидается, что в системе, созданной для эксперимента ATLAS, будет легко достигнута цель точности 1 микрометр на расстоянии 1 м.

Ссылки

• П.А. Коу и др. 2004 Измерение. наук. Технол. 15 2175-2187 дои : 10.1088/0957-0233/15/11/001
• [1]