Interferómetro de espelho plano diferencial: como funciona o DPMI

By Zygo | Published: 2026-11-01

Category: Guias Práticos

Saiba como um interferómetro de espelho plano diferencial (DPMI) mede deslocamento e ângulo com dois espelhos de referência e siga uma sequência de configuração que evita erros de alinhamento comuns.

Resposta rápida

Um interferómetro diferencial de espelho plano (DPMI) divide um feixe laser em dois percursos que se refletem em dois espelhos planos separados e, em seguida, recombina-os, de modo que o sinal de interferência indica a diferença entre os dois percursos. Configure-o definindo primeiro ambos os espelhos de referência, alinhando cada feixe de retorno de forma independente e só depois zerando a leitura diferencial.

O que distingue o DPMI de uma configuração de espelho plano de passagem única

Um interferómetro convencional de espelho plano envia um feixe de medição para um espelho alvo e compara-o com uma referência interna fixa. Um DPMI utiliza, em vez disso, dois espelhos planos externos: um como referência de deslocamento e outro como referência angular. A interferência observada é a diferença entre esses dois percursos externos, pelo que o movimento de modo comum, como a deriva da plataforma ou a dilatação térmica na estrutura de montagem, é largamente cancelado.

Essa diferença é importante quando lhe interessa o movimento relativo, como a retidão ou o desvio angular entre duas superfícies, em vez da distância absoluta ao cabeçote do interferómetro. A contrapartida é que ambos os espelhos de referência passam a fazer parte do circuito de metrologia. Se qualquer um dos espelhos de referência se mover ou estiver mal montado após o zeramento, a leitura deriva mesmo que o alvo não se tenha movido.

Escolha da disposição do espelho de referência

A descrição DPMI fornecida especifica a utilização com um alvo de espelho plano e um espelho de referência angular ou de deslocamento. Esta formulação é um ponto de decisão, não uma sugestão: o espelho de referência que escolher determina o significado da medição diferencial. Uma configuração de referência angular é a escolha certa quando pretende acompanhar a inclinação ou a retidão em relação a uma superfície estável. Uma configuração de referência de deslocamento é a escolha certa quando pretende a diferença entre duas posições lineares.

Uma vez que o catálogo não indica os tipos de opção disponíveis para este produto, confirme com a Zygo, antes de encomendar, a configuração de espelho de referência e a interface de montagem que pretende utilizar. Não parta do princípio de que um espelho que já possui servirá como referência; a sua planura, montagem e revestimento têm de corresponder à medição que está a reivindicar.

Onde as configurações DPMI falham

A maioria dos problemas de DPMI não são falhas óticas, mas mecânicas. Um espelho de referência fixado a um suporte que flexiona, um espelho-alvo que se inclina à medida que a platina se move, ou um feixe que corta uma abertura após o aquecimento produzem todos dados de aspeto plausível mas errados. A segunda falha comum é zerar demasiado cedo: se zerar antes de o laser e a platina atingirem o equilíbrio térmico, a leitura diferencial irá derivar durante o resto da sessão.

Um terceiro problema é confundir os dois feixes de retorno. Numa configuração diferencial, ambos os percursos regressam ao interferómetro, e trocar qual dos retornos alinha primeiro pode fazer com que uma referência desalinhada pareça aceitável. Etiquete os feixes fisicamente na cabeça antes de tocar em qualquer ajuste.

Sequência de configuração de DPMI

Defina a medição antes de montar seja o que for: Decida se precisa de um espelho de referência angular ou de um espelho de referência de deslocamento e registe qual superfície é o alvo e qual é a referência. Erro comum: escolher o espelho de referência com base no que já está na bancada em vez de com base no que a medição exige. Se a resposta for ambígua, pare e confirme a configuração com a Zygo antes de prosseguir.
Monte ambos os espelhos de referência de forma rígida e independente: Fixe o espelho de referência e o alvo de espelho plano em suportes que não partilhem um elemento flexível. Verifique se cada suporte pode ser ajustado sem perturbar o outro. Erro comum: fixar ambos os espelhos na mesma placa fina, o que acopla o seu movimento e anula a medição diferencial. Pressione suavemente cada suporte após apertar; qualquer movimento visível significa que o suporte não está pronto para metrologia.
Nivele e esquadrie o cabeçote do interferómetro em relação ao percurso do alvo: Ajuste o cabeçote para que o feixe de medição incida no alvo de espelho plano perto do centro do seu curso e regresse pela abertura em toda a gama da plataforma. Erro comum: alinhar apenas na posição inicial e depois perder o feixe de retorno no fim do curso. Percorra toda a gama da plataforma antes de fixar seja o que for.
Alinhe cada feixe de retorno separadamente e identifique-o: Bloqueie um percurso de cada vez e direcione o outro retorno para a sua posição de detetor ou câmara. Marque no cabeçote qual retorno é o percurso alvo e qual é o percurso de referência. Erro comum: ajustar ambos os retornos ao mesmo tempo e confundir uma referência desalinhada com um alvo bem centrado. Ambos os retornos devem estar centrados e estáveis antes de tentar observar franjas.
Observe as franjas e confirme a resposta diferencial: Com ambos os percursos abertos, procure franjas nítidas e, em seguida, desloque deliberadamente apenas o espelho alvo uma pequena quantidade conhecida. A contagem de franjas deve mudar; deslocar apenas o espelho de referência também a deve alterar, confirmando que ambos os percursos estão ativos. Erro comum: aceitar franjas que não respondem a nenhum dos espelhos, o que normalmente significa que um percurso está bloqueado. Se apenas um espelho alterar a leitura, um feixe de retorno não está a chegar ao interferómetro.
Deixe o sistema atingir o equilíbrio térmico e, em seguida, coloque a zero: Ligue o laser e a plataforma durante o período de aquecimento exigido pelo seu sistema, observe a leitura diferencial para detetar deriva e só depois ajuste o zero. Erro comum: ajustar o zero imediatamente após a ligação, o que incorpora a deriva de aquecimento em todas as leituras seguintes. Registe a taxa de deriva antes de ajustar o zero; uma leitura estável é a condição prévia para um zero fiável.
Verifique com uma medição repetida antes de recolher dados: Afaste o alvo e volte a colocá-lo na posição inicial e confirme que a leitura diferencial regressa a zero dentro da sua tolerância. Erro comum: ignorar a verificação de regresso a zero e só descobrir a folga mecânica ou o deslizamento da montagem após uma longa série de medições. Se a leitura não voltar a zero, verifique as montagens antes de ajustar a ótica.

Dados do produto

Interferómetro diferencial de espelho plano: Interferómetro diferencial de espelho plano concebido para utilização com um alvo de espelho plano e com um espelho de referência angular ou de deslocamento. A escolha do espelho de referência define se a sua leitura diferencial representa um ângulo ou um deslocamento linear, pelo que deve decidir isso antes de montar a ótica.
Interferómetro diferencial de espelho plano