Interferometer for nanometric displacement sensing

Abstract

Bakalaura darbā aplūkotas interferometrisko metožu pielietošanas iespējas mazu pārvietojumu mērīšanai, paskaidroti dažāda tipa interferometru darbības principi, optisko interferences signālu reăistrēšanas un apstrādes metodes. Darba rezultātā ar pieejamo aparatūru LU CFI Segnetoelektriėu fizikas laboratorijā nodemonstrēts daudzstaru kompensēta diferenciālā interferometra darbības princips, parādot, kā iespējams veikt mazu deformāciju mērījumus ar augstu izšėiršanu. Izskaidrots divu optisko detektoru (kvadratūras) reăistrācijas metodes pielietojums joslu dalīšanai un modulācijas metodes pielietojums Ĝoti augstas izšėiršanas sasniegšanai. Ar darba rezultātiem ir parādīts, ka izveidotais interferometra prototips un piedāvātās datu reăistrācijas un apstrādes metodes dod iespēju ar nanometrisku precizitāti veikt segnetoelektrisku materiālu parauga virsmas pārvietojumu mērījumus.The work considers methods for small displacement sensing with nanometric resolution using double pass differential interferometer. Various types of interferometers have been discussed as well as methods of optical interference signal registration and processing. As a result of this work the working principle of many-beam compensated differential interferometer has been demonstrated in Ferroelectrics laboratory of UL ISSP. It has been shown how to realize measurements of small deformations with high resolution and explained how to use two optical detector (quadrature) registration for fringe subdivision. Also it has been shown how to use modulation method to gain very high resolution. Results have proved that this interferometer prototype and methods of data registration and processing gives the ability to make nenometric precision measurements of surface displacement of ferroelectric materials