[其他]错位场干涉仪

说明书

本发明提出的错位场干涉仪，属技术光学领域，其特点是从干涉仪两臂射出来重新会合相干叠加的两光波，都是同一物场的象；适当移动有关零件，可以获得两个沿任意方向在空间上有微量错位的象场这两个错位象场相干叠加的结果，就是沿错位方向的梯度场，它能使不清晰的物场变得比较清晰，使模糊的轮廓显示的更加分明。

本发明提出的领域，属技术光学领域。

现有的干涉仪。普遍采用的结构原理是：用平板玻璃的一个镀半透半反膜的端面作分束器，以分振幅的方法将一束入射光分裂成两束光。其中的一束光是干涉仪的基准光，另一束光通过被检测到的物场使波面发生畸变，则这个畸变正好记录了物场的结构特征;然后，再将这束畸变的物光与基准光相干叠加，则干涉条纹的结构分布就反映了波面畸变的特征，因而也反映了物场的结构特征。现有干涉仪的典型结构以迈克尔逊干涉仪为代表。尔后发展的以美国专利US-A-4046477为代表。这是一种用于测量物体形变的干涉仪，其特征是被干涉仪的分束器实施分振幅的这一束光。可以是被相干光源照明的物场对物镜成象后的象方光束，但是，这些干涉仪对于不清晰的物场，都没有增强图象结构特征的功能。

本发明的目的，在于提出一种能增强图象结构特征识别的干涉仪。它可以使轮廓线不清晰的物场和模糊不清的图象。经干涉仪的光学信息处理后，使它的结构特征比较清楚地显示出来。

本发明的光学结构原理，如说明书附图所示，其中的1为相干光源2为准直透镜;3为物场，P-P为基准十线;4为物镜;5为半透半反膜，它镀在平面平行玻璃板的一个端面上;6是屋脊。它由平面反射镜M1和M′1所组成;7也是屋脊。它由平面反射镜M2和M′2所组成;8是调焦十线。屋脊7作为整体，它可以沿箭头所示的A-A方向平移;其中的反射镜M′2又可以沿箭头所示的B-B方向平移。

将屋脊7沿A-A移动到适当位置，便可使P-P上的十线对物镜4所成之象经干涉仪的两屋脊（即两臂）反射后沿光轴方向重合，再将反射镜M′₂沿B-B移动到适当位置，便可使上述两个十线的象完全重合;然后适当移动Q-Q，使其上的十线与P-P的象重合，这是干涉仪工作时的起始状态。

设物场的光扰动复振幅分布为O（X，Y，Z），其中Z为光轴方向;它对物镜〔4〕所成之象经干涉仪两臂反射后的光扰动复振幅分布为O′₁;1`〉（x′，y′，z′）和O₂（x′，y′，z′）。设在起始状态，有O′₁（x′，y′，z′）＝O′₂（x′，y′，z′）＝O′（x′，y′，z′）如果将屋脊〔7〕沿A-A方向平移，则两臂所反射的象场将在Z轴方向产生错位，若记错位量为△Z′，则复合象场为O′（x′，y′，z′）+O′（x′，y′，z′+△Z′）上式表明，此时的象场为沿Z′轴方向的梯度场。

如果对起始状态的干涉仪，将M′₂沿B-B方向平移，则两臂所反射的象场将在X轴方向产生错位，若记错位量为△X′，则复合象场为O′（x′，y′，z′）+O′（x′+△x′，y′，Z′）上式表明，此时的象场为沿X′轴方向的梯度场。因为物镜的成象具有回转对称特性，所以只要将物场或干涉仪绕光轴旋转90°，即得沿y′轴方向的梯度场。

由此可见，本发明可以显示任意方向上的错位复合象场，亦即本发明可以显示任意方向上的梯度场。遮断任意一臂上的光路，梯度场即还原成普通的象场。将象场与梯度场作比较，对辩认精细结构是有利的。

图中所给出的物体，是透明体，对于不透明的物场，照明方式为漫反射照明。