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正交相位量測干涉儀與其非線性之誤差消減
Thesis

正交相位量測干涉儀與其非線性之誤差消減

林福正
Masters, National Tsing Hua University
1993

Abstract

正交相位量測干涉儀 週期平均法 非線性誤差 Quadrature Phase Michelson Interferometer Cyclic Averaging Nonlinear Errors
在雷射測長中所產生的誤差可分為三大類: I、固有 (Intrinsic) 誤差,II、環境 (Environmental) 誤差, III、安裝 (Installation)誤差。固有誤差包括雷射波長誤差、電子電路誤差、光學系統非線性誤差。雷射波長誤差可以用雷射波長之測定及雷射穩頻降低之。電子電路誤差可用穩定快速電路減少之。光學系統非線性之週期性誤差的主要起因是:(1) 雷射光源並非是完全線性偏振,而是稍微橢圓偏振;(2) 干涉儀光學元件(如分束片) 不能完全分離雷射光的兩個垂直線性偏極部份,及光學元件的非線性現象。此非線性之週期性誤差通常在幾個奈米(nm)左右。欲達到次奈米 (subnanometer) 之準確度,固有誤差的消除是極重要的。雷射要穩頻,其波長要測定。使用碘穩頻雷射比對可做精密的頻率測定。電子電路需用精密穩定的元件並加以溫控。而環境誤差可藉真空系統、溫控、大氣補償改善。安裝誤差則藉大氣折射率補償和角度修正來降低。光學系統非線性之週期性誤差的減低是精密度提高之關鍵。在本文中我們用中點週期平均法,消減非線性誤差。並用擬合(fitting) 之方法將飄移項求出消去。我們利用建立的正交相位量測干涉儀,使用中點週期平均法消除非線性誤差,實驗結果,線性度可達0.2nm。

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