图9 台阶镜表面形貌的综合数据显示
由上图可知，PV,Rms,Em 的值都比较大，结合三维图与等高图，可见台阶镜表面不平整程度较大，这是符合实际情况的。
实验总结：通过本实验，掌握了Twyman-Green干涉仪的基本构造和基本原理。了解了平面光学零件的表面形貌和光学系统波差PSF及调制传递函数MTF等的基本物理概念。也掌握了测量光学系统PSF、MTF的方法。
【思考题】
1、怎样从干涉条纹计算出你所测的反射镜面的位移量是多少？
答：在略去大气影响，且两支光路光程相差不大时，干涉条纹移动数N与光程差l存在以下关系：l?N??/2。由此，可通过干涉条纹的移动数来算出反射镜面的位移量。
2、用普通的激光干涉技术测量位移的精度是多少？而用数字干涉仪测量的精度又是多少？为什么数字干涉技术可以提高测量精度？ 答：普通的激光干涉技术位移测量精度可以达到",?10，而数字干涉仪可以达到",?100。数字 干涉仪实现更高精度的原因主要在于，它会在光强变化的周期内对同一个坐标点进行多次测 量，这是传统目视测量方式不能做到的。
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3、什么叫波差？什么叫点扩散函数和传递调制函数？
答：使实际的光学系统成像与理想状态下的球面光学系统的成像存在差异。这种实际光波和
理想球面波之间的差异差异称为波差。点扩散函数PSF 是指理想物点对应像方焦点的复振幅分布。它是光学传递函数OTF 的模。调制传递函数MTF 反映了光学系统对不同空间频率的物点在其相应的像点中对比度的下降情况。它是它是光学传递函数OTF 的相位调制函数。
4、泰曼-格林干涉系统与常见的马赫-泽德干涉系统、迈克耳逊干涉系统比较，各有什么特点？ 答：（1）Twyman-Green干涉仪是迈克耳逊白光干涉仪的变形。原理如图1所示。T-G干涉仪采用的是两列平面波进行干涉，相干得到等厚干涉条纹；T-G干涉仪只能用单色光源；T-G干涉仪受光阑限制观察者位置固定。T-G干涉仪主要用于检测物体表面性质和测量微位移等。
（2）迈克耳逊干涉仪使用的是未经准直的扩展光源，既可得到等厚干涉条纹，也可得到等倾干涉条纹；麦克耳逊干涉仪使用白光光源；麦克尔逊干涉仪观察位置不固定；迈克耳逊干涉是根据光的干涉原理制成的一种精密光学仪器,它是一种分振幅双光束干涉仪。它主要由一块50%的分束镜和两块全反射镜组成。主要用于观察干涉现象,研究许多物理因素(如温度,压强,电场,磁场等)对光传播的影响,测波长,测折射率等。
（3）马赫-泽德干涉仪是一种用分振幅法产生双光束以实现干涉的仪器。原理图如图12所示。 它主要由两块50%的分束镜和两块全反射镜组成，四个反射面互相平行，中心光路构成一个平行四边形。它适用于研究气体密度迅速变化的状态。由于气体折射率的变化与其密度的变化成正比，而折射率的变化导致通过气体的光线有不同的光程，则可通过分析干涉臂变化对干涉条纹图像的影响，得到气体密度。
图10 马赫-泽德干涉仪示意图
5、用普通的激光干涉术测量位移得精度是多少？而用数字干涉仪测量的精度又是多少？为什么数字干涉术能提高测量精度？
答：用普通的激光干涉术测量位移的精度是λ/10，而用数字干涉术测量的精度是λ/100。这是由于数字干涉术使用扫描波面位相检测术，实时提取干涉条纹的信息，直接对波面进行位相实时检测，检测过程中利用波面数据的存储功能消除干涉仪系统误差，多次采样测量抑制随机噪声的影响，且测量速度快，提高了测量的精度，从而实现λ/100的测量精度
6、实现光干涉的三个前提是什么？为什么使用He-Ne 激光容易实现光的干涉？
答：两列光波频率一致；位相差保持不变；传播过程中有重叠区域。He-Ne 激光单色性好，即发光光谱的宽度不大，这首意味着它的相干长度会比较大，于是有利于干涉的发生。
7、 如何求被测光学系统的波差、点扩散函数PSF和传递函数MTF？
答：波差的测量方法是：通过压电陶瓷驱动参考镜M1实现位相调制，当参考镜移动n步，每步移动
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I(x,y,li)（
量为2n时，根据每一步所对应的干涉图分布
统的波差
?li??2n，i?1,2,?,n），可求得被测光学系
i1?1W(x,y)?tg[2k?I(x,y,l)sin(2kl)iin?I(x,y,l)cos(2kl)iii?1i?1n]
当测得波差以后，可以通过（13）式求出“广义光瞳函数”，进而得到振幅传递函数H0(fx,fy)，根据振幅传递函数与光学传递函数OTF存在的自相关积分关系，可以从（17）式求得光学传递函数，再对光学传递函数进行傅立叶变换（18）式可求得点扩散函数PSF。又因为调制传递函数MTF是光学传递函数的模，所以由（20）式可以求出。
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