外差式激光干涉和零差式激光干涉的区别

引言

激光干涉技术作为高精度测量的重要手段，在精密加工、光学检测、位移测量等众多领域发挥着关键作用。外差式激光干涉和零差式激光干涉是其中两种重要的实现方式，深入探究二者区别，有助于根据不同测量需求选择合适的技术方案。

基本原理差异

外差式激光干涉基于光的拍频原理，其光源通常为双频激光，输出包含两个频率相近的激光束。这两束激光经分光后，一束作为参考光束，另一束作为测量光束。测量光束经被测物体反射后与参考光束发生干涉，产生的干涉信号频率为两束激光频率之差。通过检测干涉信号的频率变化，可获取被测物体的位移等信息。而零差式激光干涉采用单频激光作为光源，测量光束经被测物体反射后直接与参考光束进行干涉，干涉信号的相位变化直接反映被测物体的位移变化，通过对相位变化的精确测量实现高精度测量 。

测量过程与信号处理不同

在外差式激光干涉测量中，干涉信号频率相对较高，抗干扰能力较强，对环境噪声等干扰因素不敏感。测量时，可利用电子计数器等设备对干涉信号的频率进行精确计数，进而计算出被测物体的位移量。其信号处理过程相对简单，只需对频率进行准确测量与计数。零差式激光干涉的干涉信号相位变化需通过复杂的相位检测算法进行提取，如采用相移干涉法等。由于其信号直接反映相位变化，对信号处理的精度要求极高，微小的噪声干扰都可能影响测量结果，因此在信号处理环节需采用更精细的滤波、去噪等技术手段。

性能特点与适用场景区分

外差式激光干涉因抗干扰能力强，适用于工业现场等环境较为复杂、干扰较多的测量场景，能够实现长距离、高精度的位移测量，在机床定位、大型构件尺寸检测等领域应用广泛。零差式激光干涉虽然对环境要求较为苛刻，但在实验室等相对稳定的环境下，可实现极高的测量分辨率，常用于纳米级甚至亚纳米级的位移测量，在半导体制造、微纳加工等对测量精度要求极高的领域具有独特优势。

TopMap Micro View白光干涉3D轮廓仪

一款可以“实时”动态/静态 微纳级3D轮廓测量的白光干涉仪

1)一改传统白光干涉操作复杂的问题，实现一键智能聚焦扫描，亚纳米精度下实现卓越的重复性表现。

2)系统集成CST连续扫描技术，Z向测量范围高达100mm，不受物镜放大倍率的影响的高精度垂直分辨率，为复杂形貌测量提供全面解决方案。

3）可搭载多普勒激光测振系统，实现实现“动态”3D轮廓测量。

实际案例

1，优于1nm分辨率，轻松测量硅片表面粗糙度测量，Ra=0.7nm

2，毫米级视野，实现5nm-有机油膜厚度扫描

3，卓越的“高深宽比”测量能力，实现光刻图形凹槽深度和开口宽度测量。