Описание прибора

Рис.1. Оптическая схема микроинтерферометра Линника.

Микроинтерферометр Линника предназначен для визуального исследования неровностей поверхности. Его оптическая схема приведена на рис.1.

Пучок лучей от источника S падает на стеклянный светоделительный кубик Р. Чтобы получить два пучка равной интенсивности кубик разрезается по диагонали MN и на поверхность среза наносится полупрозрачное покрытие. После этого обе половинки кубика склеиваются канадским бальзамом во избежание полного внутреннего отражения на границе среза. В результате получаются два взаимно перпендикулярных пучка, идущих в направлениях АВ и АС. Один из них (АВ) собирается микрообъективом О₂ на исследуемой поверхности М₂, а второй пучок (АС) падает через микрообъектив О₁ на высококачественное эталонное зеркало М₁. Отразившись от него, свет падает на полупрозрачное покрытие MN и идет в направлении АD.

Свет, отразившийся от исследуемой поверхности, частично проходит через покрытие MN и распространяется в том же направлении АD.

Таким образом, от одного и того же источника получаются два пучка которые при наложении интерферируют. Для наблюдателя зеркало М₁ видно в положении М₁¢ и два когерентных пучка, отраженных от зеркал М₂ и от М₁ идут параллельно направлению АD и интерферируют между собой. Эта интерференция происходит точно так же как и при отражении пучков от двух поверхностей М₂ и М₁¢, ограничивающих воздушный слой между этими поверхностями.

Известно, что в зависимости от условий освещения и геометрии тонкой пленки наблюдаемые интерференционные картины могут быть разными (полосы равного наклона и полосы равной толщины).

Рис.2. Образование полос равной толщины в интерферометре Линника

В нашем случае исследуемая поверхность и эталонное зеркало расположены на равном расстоянии от светоделительного слоя под углом несколько отличным от 90^o. Поэтому воздушная пленка имеет вид двух клиньев с общим ребром КР (рис.2), и наблюдаемая картина представляет собой полосы равной толщины.

Если исследуемая поверхность не имеет шероховатостей, то наблюдается система полос, параллельных ребру клина КР (рис.2). Наличие на исследуемой поверхности царапин вызывает местные искривления полос, поскольку разность хода между интерферирующими лучами в соответствующих местах изменяется (рис.3). Искривление полосы на одну ее ширину происходит при увеличении (или уменьшении) разности хода на величину, равную l(на рис.3 приведен пример такой интерференционной картины).

Рис.3. Искривление интерференционных полос при наличии царапины

Если учесть, что дополнительная разность хода, возникающая за счет царапины, равна ее удвоенной глубине, то при искривлении интерференционной картины на величину Х (рис.3), глубину царапины можно определить из соотношения:

. (1)