中国粉体网讯 纳米测量技术包括纳米尺度的评价、成分、微细结构和物性的纳米尺度的测量，它是在纳米尺度上研究材料和器件的结构与性能、发现新现象、发展新方法、创造新技术的基础。
总结国内外的纳米测量方法，主要分为两大类：非光学方法和光学方法。本文主要介绍光学方法。
光学法是利用光的干涉条纹提高其分辨率。因为纳米级测量彩波长很短的激光或X射线，所以可以有很高的测量分辨率。光干涉测量技术既可以用于长度和位移的精确测量，还可以用于表面显微形貌的测量。下面介绍几种利用此原理的测量方法。
F-P（Fabry-perot）干涉仪
F-P干涉仪原理图
是一种由两块平行的玻璃板组成的多光束干涉仪。F-P干涉仪是仅基于平板的多光束干涉，当干涉腔长发生微小变化时，激光器输出的拍频及干涉级次发生变化，检测这一变化量即可得到被测位移量。F-P干涉仪的干涉输出信号锐度很高，非线性误差较小，而且通过换模锁定，可实现较大范围的测量。其特点是装置相对复杂，受环境影响较大，需要单色极好的激光光源。理论上这种方法的测量精度可以达到皮米级（1pm=10-3nm），是目前所有的光学纳米测量方法中精度最高的。
X射线干涉仪
X射线干涉仪原理图
X射线干涉仪是由分束器S、镜子M及分析器A组成，三者互相平行用同一单晶硅片基体制作。当X射线以Bragg角入射到X射线干涉仪时，将在分析器后面形成宏观莫尔条纹系统， 当分柏器液晶面的法线方向移动时，每移动一个晶格间距，输出光强就变化一个周期， 利用晶格间距0.192 nm为长度基准单位， 通过记录输出光强的变化周期数就可以实现微位移纳米精度测量。测量分辨率可达到5pm。测量位移范围为（100～200）μm。X射线干涉仪测量分辨率高，但是仪器使用时调整操作较复杂，对环境要求较高，测量范围较小。不过因为其在纳米（亚纳米）测量领域的特殊优越性，所以未来仍有重要的研究及应用价值。
激光外差干涉测量仪
激光外差干涉测量仪原理图
外差干涉仪是使用频差在几兆到几千兆赫兹的两个频率的光波作为干涉仪的光源。这种光波是由双波长激光器得到，或是用声光调制、电光调制等频仪照件移动激光器的输出光频来实现。基本原理是将被测位移量到入到外差信号的频率或位相变化中，然后将这种变化量测出来即可。外差信号的频率比光频要低很多，所以光电信号经过电子细化之后，系统的测量精度大大提高。测量分辨率可达0.312 nm，测量范围可达10 mm，整个测量系统的测量带宽为100 kHg。
双频激光干涉测量仪
双频激光干涉测量仪原理图
1.氦氖激光管 2.轴向强磁场 3.1/4波片 4.透镜组 5. 分光镜 6.偏振分光镜 7.干涉测量器
双频激光干涉测量系统受环境干扰小，使得测量精度大大提高，因其优于单频激光测量系统而得以广泛生产应用。常用的双频激光干涉测量系统测长度时分辨率可以达到0.01μm，采用空气参数补偿后测量精度可以提高到0.1μm以上。
调频激光干涉仪
调频激光干涉仪采用的是在测量器一端用光源频率调整技术，同时在信号端利用电路细分法等方法，可以得到纳米级的测量精度。这种方法符合当前的动态高速、高精度测量的发展趋势。一种采用电流调制半导体激光器的调频激光干涉仪经过信号处理后， 可以实现100μm以内的亚纳米级精度的测量。
