(DIC)剪切干涉术+剪切距离与功能

一、剪切干涉术（Shearing interferometry）

        在待测物反射光线与参考镜反射光线光强相差过大的情况下会造成干涉影像的对比度/条纹可见度底下，不易产生清晰稳定的干涉成像。为了解决待测物表面反射率条件适应性的问题，衍生出将物光与物光自身作为参考光互相干涉的方式，物光的波前被光学元件复制、并横向剪切分为两束，使待测物表面相邻两点的物光相互干涉。这样待测物表面的梯度资讯就转变为光程差，产生干涉的条纹明暗变化的相位即代表该处沿物光波前剪切方向上的梯度，此类干涉形式被统称为剪切干涉术（Shearing interferometry）。

二、微分干涉对比（Differential interference contrast，DIC）显微术

        剪切干涉术的剪切距离没有严格的定义，但是依据剪切距离的不同可分为两种：一种为剪切距离较大的剪切干涉术，剪切距离通常大于一个甚至若干个瑞利准则（Rayleigh criterion）；另一种剪切距离很小，剪切距离接近或小于瑞利准则，由于其产生的两个剪切波前间的光程差产生的干涉明暗相当于对待测物表面进行微分或取导数，两个波前光强相同增强了梯度变化的对比度，因此称为微分干涉对比（Differential interference contrast，DIC）显微术。

DIC干涉中的波前关系

三、剪切干涉术起源

        剪切干涉术这一概念最早起源于德国人Erich Waetzmann于1912年提出的平板剪切干涉仪，利用平面玻璃制成剪切板（Shear plate），上下两平行表面的反射光横向产生剪切位移相互干涉。

       如上图所示，该类型剪切干涉藉由稜镜反射获得两束相同的光束互相干涉，两束光均为具有规则偏振态的同调光，具有剪切距离较大的特点，故适用于连续曲面表面形貌量测或透镜像差检测（如下图所示）。

        最开始平板剪切干涉仪的应用仅为通过干涉条纹图案来定性判断透镜表面像差，在其后的百年衍生出不同架构的形式，发展出可以利用机械机构调整光束剪切距离、扭转角度的光学系统架构，并随着相移法（Phase shifting method）等算法的提出，可以获得精确的表面量测数值。

四、剪切距离的大小对应的功能也具有差异：

1、剪切距离大的剪切干涉术适合对于连续、光滑的曲面进行干涉量测，被广泛用于透镜的像差测试；

2、剪切距离小的DIC显微镜则更适合对具有细微结构的待测物显微成像，不仅在生物细胞成像中被运用，也可用于工业中对三维表面形貌定量量测。

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