通过样品台的移动，实现白光干涉中的机械相移原理

引言

在白光干涉测量技术体系中，机械相移是获取高精度测量数据的关键技术路径。通过样品台的精确移动实现机械相移，为干涉条纹相位信息的准确提取提供了可靠方式。深入探究该原理，对优化白光干涉测量技术、提升测量精度具有重要意义。

机械相移的理论基础

白光干涉测量基于光的干涉原理，当参考光与测量光相遇产生干涉时，二者光程差直接决定干涉光相位。根据波动光学理论，相位差与光程差成正比，且与光的波长相关，这一关系构成了机械相移的理论基石。通过改变测量光路中的光程，即可实现干涉光相位的移动，而移动样品台正是改变测量光光程的有效方式。

样品台移动与光程、相位变化

在白光干涉仪测量过程中，样品台承载被测样品。当样品台沿特定方向（通常垂直于光传播方向）移动时，测量光照射到被测样品表面并反射回干涉仪的光程随之改变。假设样品台移动距离为\Delta d，由于测量光需往返经过样品表面，则测量光的光程变化量为2\Delta d 。依据相位差与光程差的关系，光程变化会导致干涉光产生相应的相位移动，移动的相位值\Delta\varphi = \frac{4\pi\Delta d}{\lambda}（\lambda为光源波长）。通过精确控制样品台的移动距离，便能实现可预测、可控制的相位变化，为后续相位信息提取提供数据基础。

机械相移在测量中的应用

在实际测量时，按照特定规律移动样品台，每次移动后采集一幅干涉图，获取多幅具有不同相位的干涉图像。结合四步相移法、五步相移法等相移算法，对这些干涉图进行处理。通过计算不同干涉图间的光强差异，消除环境噪声等干扰因素的影响，进而精确提取被测表面各点的相位分布。再结合白光干涉仪的系统参数，将相位信息转换为高度信息，最终实现对被测物体表面形貌的高精度测量。相较于其他相移方式，基于样品台移动的机械相移操作直观，在常规测量环境中具有良好的稳定性和可靠性 。

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