一、什么是平行平板

 平行平板光學(xué)元件（如圖1所示）指的是零楔角的光學(xué)元件。廣泛應(yīng)用于光學(xué)檢測(cè)與光學(xué)加工等領(lǐng)域，其面形參數(shù)直接影響了系統(tǒng)的精度，所以對(duì)平行平板進(jìn)行高精度檢測(cè)是保證系統(tǒng)可靠性的前提。

圖1. 平行平板光學(xué)元件

二、平行平板面形測(cè)量難點(diǎn)

圖2. (左)多干涉條紋疊加 (中)前表面干涉條紋 (右)后表面干涉條紋

三、測(cè)量方法

 為解決平板多表面干涉條紋疊加的檢測(cè)難題，目前測(cè)量平行平板面形常用的方法有：（一）平板后表面涂折射率匹配的消光漆或凡士林；（二）波長(zhǎng)移相測(cè)量技術(shù)；（三）短相干干涉測(cè)量技術(shù)。

（一）后表面涂抹凡士林

 涂抹消光漆或凡士林可以有效抑制透射平行平板后表面反射(如圖3所示)。但是此方法缺點(diǎn)明顯例如：不易徹底清洗光學(xué)元件、涂覆油脂會(huì)影響某些光學(xué)材料的表面質(zhì)量等。

圖3. 平板后表面涂抹凡士林

（二）波長(zhǎng)移相測(cè)量技術(shù)

 在波長(zhǎng)移相干涉儀（如圖4所示）中激光器既作為光源，其波長(zhǎng)又可以連續(xù)改變，起到移相器的作用。

圖4. 波長(zhǎng)移相干涉儀原理圖

  激光器波長(zhǎng)改變時(shí)每一對(duì)干涉腔的干涉條紋會(huì)同時(shí)發(fā)生變化，但是不同腔長(zhǎng)的干涉條紋相位變化不同（如圖5所示）。如S2、S3這一對(duì)表面的干涉條紋相位變化就比S1、S3這一對(duì)表面干涉條紋相位變化慢。通過傅里葉變換，可以將疊加而成的干涉圖分離成各干涉腔單獨(dú)的干涉圖，再分別分析得到單獨(dú)的面形數(shù)據(jù)。

圖5. 波長(zhǎng)調(diào)制原理圖

（三）短相干干涉測(cè)量技術(shù)

 激光的線寬窄，相干長(zhǎng)度長(zhǎng)，因此平行平板前后表面都與參考面發(fā)生干涉。而短相干光源的線寬大約有幾十納米，相干長(zhǎng)度短。根據(jù)原理短相干干涉系統(tǒng)只會(huì)在固定位置發(fā)生干涉（如圖6所示），即在干涉儀外某一固定位置點(diǎn)上才會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。

圖6.  (左)短相干光源干涉包絡(luò) (中)零級(jí)條紋 (右)次級(jí)條紋

 由于平行平板厚度遠(yuǎn)大于相干長(zhǎng)度，所以平行平板只會(huì)有一個(gè)面與參考面發(fā)生干涉，解決了多表面同時(shí)產(chǎn)生干涉條紋的問題。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，只需要把待測(cè)面放置于干涉位置點(diǎn)，尋找干涉零級(jí)條紋，便可對(duì)平板面形進(jìn)行檢測(cè)。英特飛公司已經(jīng)將短相干動(dòng)態(tài)干涉儀實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化（如圖7所示），可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)腔或外腔光程來(lái)改變零光程差位置，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)準(zhǔn)待測(cè)面與零光程差位置。

圖7.  Hi-marc300W-plus短相干干涉儀