提升光学干涉测隙精度：色散效应的理论与实验验证

本文主要探讨了光学镜面间隔测量中色散效应的重要性及其对测量精度的影响。在光学系统的设计和调整过程中，精确的镜面间隔是至关重要的，尤其是在高精度光学仪器如望远镜、显微镜和激光系统中。为了提升光学干涉法测量镜面间隔的准确性，研究者郭帮辉、李明和孙强针对LAK9、ZF6、H-ZF2、BAK7和K9等常见光学玻璃进行了深入的理论分析和数值仿真。 色散是指不同波长的光在材料中传播时速度的变化，它直接影响到光的路径长度差异，从而导致干涉图案发生位移。作者发现，通过模拟计算得出，干涉信号的峰值偏移量与材料的一阶色散系数成正比。这意味着色散程度越高，测量误差可能越大。他们通过对这五种光学玻璃的仿真测试，得出了一个定量的关系式，用于预测色散对测量结果的影响。 为了验证这一理论，研究团队搭建了一套实验平台，进行镜面间隔的直接测量。实验结果显示，实际测量得到的干涉信号最大值偏移量与仿真测试的预测结果相比，其相对误差仅有2%。尽管实验中存在误差来源，但这个误差范围表明理论模型的有效性和仿真测试的准确性。 本文的研究不仅提供了理论依据，还为优化光学装调过程中的色散控制提供了实用的方法。通过理解并考虑色散效应，工程师可以在设计阶段就减少误差，从而提高整个光学系统的性能。此外，短相干长度条件下的镜面间隔测量也受到了关注，因为这可能对某些应用中的分辨率和稳定性有重要影响。 这篇文章深入研究了光学材料色散如何影响镜面间隔测量，并通过实验数据支持了理论分析，为提高光学干涉法的精度提供了有价值的指导，对于光学工程技术人员来说，理解和掌握这些原理和技术是至关重要的。