化學儀器模板

低相干干涉測量原理

獨特的設計的低相干干涉測量（LCI）是一種非接觸式光學傳感技術。

光學探針將低相干光束引導到 樣品表面，并通過光纖將反射光信號發(fā)送到干涉檢測器（干涉儀）進行解釋。 當如圖所示，測量的樣品由一疊半透明材料層組成時，同時從每層的頂部和底部接收光反射。

干涉儀將來自每個單個掃描點的反射光學數據解釋為干涉圖案并將其記錄為深度剖面（A-Scan）。通過在整個樣品中以線性方式置換探針獲得橫截面（B掃描）。通過組合多個橫截面生成3D體積圖像。

請注意，掃描是共線的：發(fā)射和反射的光信號沿同一軸傳播，可以測量具有銳邊，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探針的光。

兩種主要類型的低相干干涉儀 - 時域（TD）和使用掃頻源的頻域 - 根據它們的光源和它們的實現細節(jié)而不同。

時域（TD）干涉儀使用來自超發(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臂（路徑），一個指向樣品表面，另一個指向掃描參考鏡。然后探測器捕獲從這兩個臂反射回來的光線的干涉。當兩個臂的光路完全相等時，觀察到相長干涉作為強度最大值。通過掃描參考臂的長度以產生干涉信號的外觀，檢測器確定樣品中反射點的精確位置。

具有掃頻源 （SS）的頻域干涉儀使用來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。檢測器及時捕獲干涉圖譜的頻譜，然后使用傅里葉變換將該頻譜轉換到時域。

比較時域和頻域（使用掃頻源）干涉儀

時域LC干涉儀

• 以達到幾kHz的掃描速度執(zhí)行

• 因為干涉條紋以頻率編碼，所以非常穩(wěn)健且對飽和免疫

• 無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

• 掃描深度增加會失去靈敏度

兩種類型的LC干涉儀

• 不受空氣擾動和切割光束的影響

• 知道樣品表面打開時的絕對距離，無需計算條紋（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是時域干涉儀，Microcam-4D是使用掃頻源的頻域干涉儀。