化學(xué)儀器模板

低相干干涉測(cè)量原理

獨(dú)特的設(shè)計(jì)的低相干干涉測(cè)量（LCI）是一種非接觸式光學(xué)傳感技術(shù)。

光學(xué)探針將低相干光束引導(dǎo)到 樣品表面，并通過(guò)光纖將反射光信號(hào)發(fā)送到干涉檢測(cè)器（干涉儀）進(jìn)行解釋。 當(dāng)如圖所示，測(cè)量的樣品由一疊半透明材料層組成時(shí)，同時(shí)從每層的頂部和底部接收光反射。

干涉儀將來(lái)自每個(gè)單個(gè)掃描點(diǎn)的反射光學(xué)數(shù)據(jù)解釋為干涉圖案并將其記錄為深度剖面（A-Scan）。通過(guò)在整個(gè)樣品中以線性方式置換探針獲得橫截面（B掃描）。通過(guò)組合多個(gè)橫截面生成3D體積圖像。

請(qǐng)注意，掃描是共線的：發(fā)射和反射的光信號(hào)沿同一軸傳播，可以測(cè)量具有銳邊，通道等的表面。

低相干干涉儀的工作原理

如上所述，干涉儀分析從樣品反射到光學(xué)探針的光。

兩種主要類型的低相干干涉儀 - 時(shí)域（TD）和使用掃頻源的頻域 - 根據(jù)它們的光源和它們的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)而不同。

時(shí)域（TD）干涉儀使用來(lái)自超發(fā)光二極管的低相干光。光被送入光纖耦合器，光纖耦合器將光束分成兩個(gè)臂（路徑），一個(gè)指向樣品表面，另一個(gè)指向掃描參考鏡。然后探測(cè)器捕獲從這兩個(gè)臂反射回來(lái)的光線的干涉。當(dāng)兩個(gè)臂的光路完全相等時(shí)，觀察到相長(zhǎng)干涉作為強(qiáng)度最大值。通過(guò)掃描參考臂的長(zhǎng)度以產(chǎn)生干涉信號(hào)的外觀，檢測(cè)器確定樣品中反射點(diǎn)的精確位置。

具有掃頻源 （SS）的頻域干涉儀使用來(lái)自快速掃描激光源的光而不是超發(fā)光二極管。參考鏡是固定的。檢測(cè)器及時(shí)捕獲干涉圖譜的頻譜，然后使用傅里葉變換將該頻譜轉(zhuǎn)換到時(shí)域。

比較時(shí)域和頻域（使用掃頻源）干涉儀

時(shí)域LC干涉儀

• 以達(dá)到幾kHz的掃描速度執(zhí)行

• 因?yàn)楦缮鏃l紋以頻率編碼，所以非常穩(wěn)健且對(duì)飽和免疫

• 無(wú)論掃描深度如何都能保持靈敏

具有掃頻源的頻域LC干涉儀

• 以高和非常高的掃描速度（20 kHz和更高）執(zhí)行

• 以更高的速度保持靈敏度

• 掃描深度增加會(huì)失去靈敏度

兩種類型的LC干涉儀

• 不受空氣擾動(dòng)和切割光束的影響

• 知道樣品表面打開(kāi)時(shí)的絕對(duì)距離，無(wú)需計(jì)算條紋（與使用相干激光光源的干涉儀不同）

諾飛勘提供兩種類型的儀器：Microcam-3D是時(shí)域干涉儀，Microcam-4D是使用掃頻源的頻域干涉儀。