干涉显微镜的原理|特点|用途
干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合,将被测件和标准光学镜面相比较,用光波波长作为尺子来衡量工作表面的的不平深度。由于光洁度是微观不平深度,所以用显微物镜进行高倍后再进行观察和测量。
干涉显微镜的工作原理
干涉显微镜的工作原理如下图,干涉显微镜为了获得干涉,必须使光源S发出的光束,经分光板T后分为两束。一束透过分光板T、补偿板T1、显微物镜O2后射向被测工件P2的表面。由P2反射后经原路返回至分光板T,再在上反射,射向观察物镜O3。另一束由分光板反射后通过物镜O1射到标准镜P1,经过P1反射,再经过物镜O1并透过分光板T,也射向观察目镜O3,它与diyi束光线相遇,产生干涉,通过目镜O3可以看到定位在工件表面的干涉条纹。
干涉显微镜的分光板T,补偿板T1,物镜O1、O2以及标准镜P1等要经过精密加工,如果被测工件表面也是同样精密,那么就可以得到没有曲折的直接干涉条纹。
调节P1、P2至物镜O1、O2的距离,使目镜视场中能清晰地看到P1和P2表面的象,同时物镜O1、O2离分光板分光点的光学距离相等时,说明干涉仪的二臂之长相等,视场中出现零次干涉条纹,再其次,对称分布着数条彩色条纹。
使P2作高低方向微量移动时,干涉显微镜视场中干涉条纹也作相应的位移。P2的移动两于视场中干涉条纹的移动量ΔN有确定的关系,t等于λ/2,视场中干涉条纹移动一个条文间隔即原来零次条纹移到1次条纹的位置,原来1纹移到2次条纹的位置……
如果上有一凹穴或凸缘,其凹(凸)的深度为,那么在视场中此凹(凸)部分成像处的干涉条纹,也相应弯曲,弯曲量ΔN(单位为条纹间隔数量,几个条纹或几分之一个条纹间隔),t也ΔN与上述一样有确定的关系,即t=(λ/2)ΔN2,因此测量时与干涉条纹的视见宽度无关。干涉显微镜就是用测量视场中干涉条纹的弯曲量,反过来推算出零件表面的不平深度。
干涉显微镜上的干涉滤色片,使白光过滤后,只有半宽度很小的这部分单色光通过干涉显微镜,这种单色光有较好的相干性,因此在使用时为寻找干涉条纹提供了放便,同时,这种单色光有确定的波长值,因而能提高测量精度。
干涉显微镜的特点
干涉显微镜是金相检验的一种强有力的工具,其特点主要为:
1、对样品的制备要求降低,对于某些样品,甚至只需抛光而不必腐蚀处理即可进行观察。优点是干涉显微镜可以观察到样品表面的真实状态,如将试样抛光后在真空下发生马氏体相变,不用腐蚀就可以观察到马氏体的相变浮凸。
2、干涉显微镜所观察到的表面具有明显的凹凸感,呈浮雕状,样品各组成相间的相对层次关系都能显示出来,对颗粒、裂纹、孔洞以及凸起等都能作出正确的判断,提高了金相检验准确性,同时也增加了各相间的反差。
3、用干涉显微镜观察样品,会看到明场下所看不到的许多细节,明场下难于判别的一些结构细节或缺陷,可通过微分干涉进行反差增强而容易判断。
4、干涉显微镜基于传统的正交偏光法,又巧妙地利用了在渥拉斯顿棱镜基础上改良的DIC棱镜和补色器(λ-片)等,使所观察的样品以光学干涉的方法染上丰富的色彩,从而可利用彩色胶卷或者数码产品(CCD摄像头以及数码相机)进行彩色金相显微摄影。
干涉显微镜的用途
干涉显微镜是同来测量精密加工零件表面(表面圆柱等外表面)光洁度的仪器。也可以用来测量零件表面刻线刻槽镀层(透明)等深度。干涉显微镜具有各种附件,还能测量颗粒,加工纹路混乱的表面,低反射率的工件表面进行测量。干涉显微镜还可以测量表面不平深度范围为1~0.03微米,用测微目镜和照相方法来评定▽10~▽14光洁度的表面。
干涉显微镜适用于厂矿企业计量室,精密加工车间,也适用于高等院校,科学研究等单位。
干涉显微镜的维护保养
1、干涉显微镜是精密计量仪器。因此使用、操作要求非常小心,防止碰撞和冲击,以免破坏调整。
2、不要私自拆卸物镜,捻下零件等等,任何拆卸所导致干涉显微镜失调必须由专业人事进行整修。
3、为防止目镜管内棱镜沾上灰尘,应在目镜管上放测微目镜,如果物镜头脏了,不要扭下它,而只能用洁净的绸布、或揩镜纸轻轻揩拭。油多的斑点可以用脱脂棉花蘸少些酒精和乙 醚混合剂(1:1)进行清洁处理。
4、干涉显微镜Z好安置在计量室,不用时,用一个罩子将仪器套起来,干涉显微镜使用时,更注意防止撞坏以及沾上灰尘和油污,用毕后放回计量室内。
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