[新启航]为什么说白光干涉的扫描高度受限

一、引言

白光干涉技术凭借其非接触、高精度的测量优势，在表面形貌测量等领域广泛应用。然而，其扫描高度受限这一问题，制约了该技术在部分场景下的应用拓展。深入探究其受限原因，对推动白光干涉技术的发展与优化具有重要意义。

二、白光干涉的基本原理与测量方式

白光干涉基于光的干涉原理，当一束白光经分光后形成两束光，分别经过不同光程，在满足相干条件下相遇，因白光包含多种波长成分，会产生彩色干涉条纹 。通过分析干涉条纹的位置、形状等信息，可实现对被测物体形貌、厚度等参数的测量。在实际测量中，通常采用扫描的方式获取不同位置的干涉信息，进而还原被测物体的全貌。

三、相干长度对扫描高度的限制

白光的相干长度极短，通常仅在微米量级。这意味着只有当两束光的光程差处于白光相干长度范围内时，才能产生清晰可辨的干涉条纹。一旦扫描高度增加，两束光的光程差超过相干长度，干涉条纹对比度急剧下降，甚至无法形成干涉条纹，导致无法获取有效测量信息。例如在测量高度较高的台阶状物体时，超出相干长度部分的区域因无法产生干涉条纹，无法进行准确测量，从而限制了扫描高度。

四、波长范围带来的限制

白光由多种波长的光组成，不同波长的光在干涉过程中相互叠加。随着扫描高度变化，不同波长光的干涉条纹位置和形状也会发生变化。当扫描高度达到一定程度时，不同波长光的干涉条纹相互重叠、混淆，难以准确分辨和分析，使得测量精度大幅降低。这种因波长范围导致的条纹混淆问题，成为限制白光干涉扫描高度的重要因素。

五、光源稳定性与信号处理的影响

白光干涉测量对光源稳定性要求极高，扫描高度增加会使光传播路径变长，外界环境因素（如温度、振动等）对光源稳定性的影响加剧，导致干涉条纹出现漂移、抖动等不稳定现象。同时，随着扫描高度增加，获取的干涉信号强度变弱，信号处理难度增大。在实际测量中，若无法有效处理这些问题，将影响测量结果的准确性和可靠性，进而限制扫描高度的进一步提升 。

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