طراحي، ساخت و مشخصه يابي پله هاي فازي شيشه اي براي كاربرد در تداخل سنجي جابجايي فاز

Design, fabrication and characterization of glass phase steps for application in phase shifting interferometry

در اين مقاله گزارشي از ساخت پله‌هاي فازي به كمك خوردگي شيشه با اسيد هيدروفلوريك داده مي‌شود. از اين پله‌هاي فازي مي‌توان به عنوان جايگزيني براي جابه‌جاگرهاي پيزوالكتريك در تداخل‌سنجي جابه‌جايي فاز بهره برد. ابتدا به كمك پراش فرنل عبوري سرعت خوردگي شيشه توسط محلول اسيد هيدروفلوريك رقيق شده با دقت بالا تعيين مي‌شود. با كاربرد نقاب مناسب و با قرار دادن شيشه در اسيد به مدت لازم، پله فازي دلخواه ساخته مي‌شود. سپس براي تعيين دقيق ارتفاع پله از پراش فرنل عبوري استفاده مي‌كنيم. روش به كار رفته بسيار دقيق، ساده و بسيارارزان است و به لرزش و نوفه اپتيكي حساس نيست. اين روش را مي‌توان در حالت بي درنگ نيز به كار برد و تغييرات ضخامت را به صورت لحظه‌اي مشاهده كرد. سرعت خوردگي براي غلظت‌هاي كم از مرتبه چند نانومتر بر ثانيه بوده و تابع غلظت محلول، دما و جنس شيشه است. يك جابه‌جا كننده فاز براي تداخل‌سنجي جابه‌جايي فاز چهار پله‌اي ساخته شده است.

In this paper, we report on the design and fabrication of a low-cost phase shifter for application in phase shifting interferometry. Phase shifting interferometry is a powerful method for surface characterization. It uses interference data recorded during a series of predetermined phase shifts to recover the induced phase by the object surface. These controlled phase shifts are typically performed by putting a piezo-electric ceramic behind one of interferometer mirrors. Applying the controlled voltage to this ceramic provides the desired phase shifts. The piezo-electric positioners are very expensive. Phase shifting interferometry has different algorithms. One of the most effective algorithms is the four step phase shifting interferometry. In this algorithm, four interferograms are taken; then the unknown phase term due to surface is extracted by combining these interferograms. Here, we have proposed a low-cost alternative for piezo-electric positioners. Firstly, using the Fresnel diffraction from the phase step, we have measured etch rate of glass by HF acid. Then, a phase step with a quarter wavelength phase shift has been fabricated on a glass plate. The step height has been measured using Fresnel diffraction (phase step diffractometer) and interferometry. Then a stepwise structure has been fabricated on glass, providing phase shifts needed in the four step phase shifting interferometry.