化学仪器模板

低相干干涉测量原理

独特的设计的低相干干涉测量（LCI）是一种非接触式光学传感技术。

光学探针将低相干光束引导到 样品表面，并通过光纤将反射光信号发送到干涉检测器（干涉仪）进行解释。 当如图所示，测量的样品由一叠半透明材料层组成时，同时从每层的顶部和底部接收光反射。

干涉仪将来自每个单个扫描点的反射光学数据解释为干涉图案并将其记录为深度剖面（A-Scan）。通过在整个样品中以线性方式置换探针获得横截面（B扫描）。通过组合多个横截面生成3D体积图像。

请注意，扫描是共线的：发射和反射的光信号沿同一轴传播，可以测量具有锐边，通道等的表面。

低相干干涉仪的工作原理

如上所述，干涉仪分析从样品反射到光学探针的光。

两种主要类型的低相干干涉仪 - 时域（TD）和使用扫频源的频域 - 根据它们的光源和它们的实现细节而不同。

时域（TD）干涉仪使用来自超发光二极管的低相干光。光被送入光纤耦合器，光纤耦合器将光束分成两个臂（路径），一个指向样品表面，另一个指向扫描参考镜。然后探测器捕获从这两个臂反射回来的光线的干涉。当两个臂的光路完全相等时，观察到相长干涉作为强度最大值。通过扫描参考臂的长度以产生干涉信号的外观，检测器确定样品中反射点的精确位置。

具有扫频源 （SS）的频域干涉仪使用来自快速扫描激光源的光而不是超发光二极管。参考镜是固定的。检测器及时捕获干涉图谱的频谱，然后使用傅里叶变换将该频谱转换到时域。

比较时域和频域（使用扫频源）干涉仪

时域LC干涉仪

• 以达到几kHz的扫描速度执行

• 因为干涉条纹以频率编码，所以非常稳健且对饱和免疫

• 无论扫描深度如何都能保持灵敏

具有扫频源的频域LC干涉仪

• 以高和非常高的扫描速度（20 kHz和更高）执行

• 以更高的速度保持灵敏度

• 扫描深度增加会失去灵敏度

两种类型的LC干涉仪

• 不受空气扰动和切割光束的影响

• 知道样品表面打开时的绝对距离，无需计算条纹（与使用相干激光光源的干涉仪不同）

诺飞勘提供两种类型的仪器：Microcam-3D是时域干涉仪，Microcam-4D是使用扫频源的频域干涉仪。