第三章 光的干涉和干涉仪
3.1在杨氏干涉实验中，若两小孔距离为0.4mm,观察屏至小孔所在平面距离为100cm,在观察屏上测得干涉条纹的间距为1.5mm,试求所用光波的波长。
3.2波长为589.3的钠光照射在一双缝上，在距双缝100cm 的观察屏上测量20个条纹宽2.4cm,试计算双缝之间的距离。
3.3设双缝间距为1mm,双缝离观察屏为1m ，用钠光灯做光源，钠光灯发出波长为1λ＝589nm 和2λ=589.6nm 两种单色光，问两种单色光各自的第10级条纹之间的距离是多少？
3.4在杨氏实验中，两小孔距离为1mm ，观察屏离小孔的距离为50cm 。当用一片折射率为
1.58的透明薄片贴住其中一个小孔时，发现屏上的条纹移动了0.5cm ，试决定该薄片的厚度。
4题图
3.5一个长30mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。然后抽出气室中空气，注入其中气体，发现条纹系移动25个条纹。已知照明光波波长λ=656.28nm ，空气折射率n=1.000276，试求注入气室内的气体的折射率。
3.6 菲涅耳双面镜实验中。单色光波长500 nm ，光源和观察屏到双面镜交线的距离分别为0.5m 和1.5m ，双面镜的夹角为rad 3
10-，试求(1)观察屏上条纹的间距；(2)屏上最多可看到多少亮条纹?
3.7菲涅耳双面镜实验中，光源和观察屏到双棱镜的距离分别为10 cm 和90 cm ，观察屏上条纹间距为2 mm ．单色光波长589.3nm ，计算双棱镜的折射角(已知双棱镜的折射率为l.52)。
3.8比累对切透镜实验中，透镜焦距为20cm ，两半透镜横向间距为O.5 mm ，光源和观察屏到透镜的距离分别为40cm 和lm ，光源发出的单色光波长为500 nm ，求条纹间距。
3.9在图所示的洛埃透镜实验中，光源到观察屏的垂直距离为1.5m ，到洛埃镜面的垂直距离为2mm ，罗埃镜长40cm ，置于光源和屏之间的中央。（1）确定屏上可以看到条纹的区域大小；
（2）若光波波长λ=500nm ，条纹间距是多少？在屏上可看见几个条纹？（3）写出屏上光强分布的表达式。
9题图
3.10试利用菲涅耳双面镜装置，证明光源的临界宽度c b 和干涉孔径角β的关系为c b λβ
=。 3.11试对于洛埃镜和菲涅耳双棱镜干涉装置，证明光源的临界宽度c b 和干涉孔径角β之间也有关系c b λβ
=。 3.12在点光源的干涉实验中，若光源的光谱强度分布为（参看图）
220exp()I I a x =-
式中0/,a k x k k =?=-，试证明干涉条纹对比度的表达式可近似地写为
2exp[()]2K a
?=- 并绘出对比度K 随光程差?的变化曲线。
12题图
3.13在杨氏干涉实验中，照明两小孔的光源是一个直径是2mm 的圆形光源。光源发出的波长为500nm ，它到小孔的距离为1.5m ，问两小孔能够发生干涉的最大距离是多少？
3.14菲涅耳双棱镜实验中，光源到双棱镜和观察屏的距离分别为25cm 和1m ，光的波长为546nm ，问要观察到清晰的干涉条纹，光源的最大横向宽度是多少？（双棱镜的折射率n=1.52，折射角是030α=。）
3.15已知太阳直径对地面的张角为0.01rad （约等于30’），太阳光的极大位于波长550nm 处，试计算地球表面的相干面积。
3.16若光波的波长宽度为λ?，频率宽度为v ?，试证明v v λλ
??=。式中v 和λ分别为该光波的频率和波长。对于波长为632.8nm 的氦氖激光，波长宽度λ?=2*10-8nm ，试计算它的频率宽度和相干长度。
3.17试对于平行平板情况，证明光源的临界宽度c b 和干涉孔径角β也有关系c b λβ
=。
17题图
3.18在图所示的干涉装置中，若照明光波的波长600nm ，平板的厚度h=2mm ，折射率n=1.5，其下表面涂上某种高折射率介质(n H )，问（1）在反射光方向观察到的干涉圆环条纹的中心是亮纹还是暗斑？（2）由中心向外计算，第10个亮环的半径是多少？（观察望远镜物镜的焦距为。）（3）第10个亮环处的亮纹间距是多少？
18题图
3.19证明玻璃平板产生的等倾圆条纹的直径，是同一厚度的空气板的等倾圆条纹直径的12
tg tg θθ倍（1θ和2θ分别是光束在玻璃平板表面入射角和折射角） 3.20用氦氖激光照明迈克耳孙干涉仪，通过望远镜看到视场内有20个暗环，且中心是暗斑。然后移动反射镜M 1，看到环条纹收缩，并一一在中心消失了20环，此时视场内只有10个暗环，试求（1）M 1移动前中心暗斑的干涉级数（设干涉仪分光板G 1没有镀膜）；（2）M 1移动后第5个暗环的角半径。
3.21在3.18题图所示的平行平板干涉装置中，若平板的厚度和折射率分别为h=3mm 和n=1.5，望远镜的视场角为60，光的波长450nm ，问通过望远镜能够看到几个亮条纹。
3.22用等厚条纹测一玻璃光楔的楔角时，在长达5cm 的范围内共有15个亮纹，玻璃折射率n=1.52，所用单色光波长λ=600nm ，问此光楔的楔角是多少？
3,23利用牛顿测透镜的曲率半径时，测量出第10个暗环的直径为2cm ，若所用单色光波长
为500nm ，透镜的曲率半径为多少？
3.24证明牛顿环条纹的间距e 满足关系式
e = 式中，N 是由中心向外计算的条纹数，λ是照明光波波长，R 是透镜曲率半径。
3.25在图中，A 、B 是两块玻璃平板，D 为金属细丝，O 为A 、B 的交棱。（1）设计一测量金属细丝直径的方案；（2）若B 表面有一半圆柱形凹槽，凹槽方向与A 、B 交棱垂直，问在单色光垂直照射下看到的条纹形状如何？（3）若单色光波长632.8nm ，条纹的最大弯曲量为条纹间距的2/5.问凹槽的深度是多少？
25题图
3.26试根据干涉条纹许可清晰度的条件（对应于光源中点和边缘点，观察点的光程差之差必须小于4λ），证明在楔板表面观察的等厚干涉时，光源许可角宽度为h
n n p λθ'=1，式中，h 是观察点处楔板的厚度，n 和n ’是楔板和楔板外介质的折射率。
3.27 如图所示，长度为10cm 的柱面透镜一段与平面玻璃相接触，另一端与平面玻相隔0.1mm ，透镜的曲率半径为1m 。问（1）在单色光垂直照射下看到的条纹形状怎样？(2)在两个互相垂直的方向上(透镜长度方向及与之垂直的方向)，由接触点向外计算，第N 个暗条纹到接触点的距离是多少？(设照明光波波长500nm λ=。)
27题图
3.28 曲率半径1R 的凸透镜和曲率半径为R 2的凹透镜相接触如图所示。在λ=589.3nm 的钠光垂直照射下，观察到两透镜之间的空气层形成10个暗环。已知凸透镜的直径D ＝30mm ，曲率半径1R ＝500mm,试求凹透镜的曲率半径。
28题图
3.29 假设照明迈克耳逊干涉仪的光源发出两种波长λ1和λ2的单色光，这样，当平面镜M 1移动时，条纹将周期性地消失和再现。（1）若以h ?表示条纹相继两次消失M 1移动的距离，试利用h ?（＝|12λλ-|）、λ1和2λ写出h ?的表达式；（2）如果把钠光包含的1λ＝589.6nm 和2λ＝589.0nm 两个光波看成是单色光，问以钠光做光源时h ?是多少？
3.30 图示是利用泰曼干涉仪测量气体折射率的实验装置示意图。图中D 1和D 2是两个长度为10cm 的真空气室，端面分别与光束I 和II 垂直。在观察到单色光照明(波长λ=589.3nm)产生后，缓缓向气室D 2注入氧气，最后发现条纹移动了92个。（1）计算氧气的折射率；（2）如果测量条纹变化的误差是1/10条纹，折射率测量的精度是多少？
30题图
3.31 红宝石激光棒两端面平行差为10''(一般要求4''~10'')，把激光棒置于泰曼干涉仪的一支光路中，光的波长为632.8nm ，问应该看到间距多大的条纹（激光棒放入光路前干涉仪无条纹，红宝石棒的折射率n=1.76）?
3.32在杨氏干涉实验中，两小孔的距离为1mm ，观察屏离小孔的垂直距离为1m ，若所用光
源发出波长λ1=600nm 和λ2=546nm 的两种光波，试求：
(1) 两光波分别形成的条纹的间距；
(2) 两组条纹的第10级亮条纹之间的距离。
3.33在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为50cm，当用一片折射率为
1.58的透明玻璃贴住其中一小孔时（如图），发现屏上的条纹系移动了0.5cm，试决定
该薄片的厚度。
33题图
3.34一个长30mm的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到稳
定的干涉条纹系。继后抽去气室中空气，注入某种气体发现条纹系移动了25个条纹。已知照明光波波长λ＝656.28nm,空气的折射率n a=1.000276，试求所注入气体的折射率（n g）。
3.35（1）利用图所示的参数写出菲聂耳双棱镜干涉条纹的间距表达式。（2）若双棱镜材料的折射率n=1.52，采用准直的激光束（λ=632.8nm）垂直照射双棱镜，问选用顶角多大的双棱镜可得到间距为0.05mm的条纹？
35题图
S到观察屏的垂直距离为1.5m，光源到洛埃镜面的垂3.36在图所示的洛埃镜实验中，光源
1
直距离为2mm。洛埃镜长40cm，置于光源和屏之间的中央。（1）确定屏上可以看见条纹的区域大小；（2）若光波长为λ=500nm,条纹间距是多少？在屏上可以看见几条条纹？（3）写出屏上光强度分布的表达式。
36题图
3.37 在电光源的干涉实验中，若光源的波长宽度为λ?（相应的波数宽度为k ?），且λ? 内各个波长的光波的强度相等，证明干涉条纹的可见度K 与波数宽度k ?及光程差?的关系为
????? ?????=k k K 2121s i n
并画出K 随 ?变化的曲线
3.38在图所示的杨氏实验中，准单色光的波长宽度为0.05nm ，平均波长为500nm 。问在小孔1S 处贴上多厚的玻璃片可使0P 点附近的条纹消失？设玻璃的折射率n=1.5。
38题图
3.39菲涅耳双面镜的夹角为1'，双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm 和1m 。设光源发出的光波波长为550nm ，试决定光源的临界宽度和许可宽度。
3.40比累对切透镜的焦距为20cm,两半透镜分开的距离C 为0.5mm,透镜到光源和屏的距离分别为40cm 和1m.若光源发光光波的波长是600nm,光源的临界宽度是多少?
3.41太阳对地球表面的张角约为230'o
,太阳光的平均波长为550nm,试计算地球表面上的相干面积.
3.42如图所示，光源S 发出的两支光线SR 和SQ 经平行平板上表面和下表面反射后相交于P 点。光线SR 的入射角为i ，光线SQ 在上表面的入射角为1θ，折射后在下表面的入射角为2θ。SR 和SQ 的夹角为β，平板的折射率和厚度分别n 和h ，试导出到达P 点的两支光线的光程差的表达式。
42题图
3.43试对于平行平板的干涉情况，证明光源的临界宽度b 和干涉孔径角β有下面的关系： βλ
=b
43题图
3.44如图所示的平行平板装置中，平板置于空气中，其折射率n=1.5，观察望远镜的轴与平
板垂直。试计算从反射光方向和透射光方向观察到的条纹的可见度。
44题图
3.45在上题图中所示的干涉装置中，若照明光波的波长λ＝600mm ，平板的厚度h=2mm ，
折射率n=1.5，其下表面涂上某种高折射率（n z>1.5）试问：
（1）在反射光方向观察到的干涉圆环条纹的中心是亮斑还是暗斑？
（2）由中心向外计算，第10个亮环的半径是多少？（f=20cm）
（3）第10个亮环处的条纹间距是多少？
3.46如图所示的检验平板厚度均匀性的装置中，D是用来限制平板受照面积达光阑。当平板相对于光阑水平移动时，通过望远镜T可观察平板不同部分产生的条纹。
（1）平板由A处移到B处，观察到有10个暗环向中心收缩并一一消失，试决定A处和B 处对应当平板厚度差。
（2）所用光源的光谱宽度为0.05nm，平均波长王500nm，问只能检验多厚的平板？（平板的折射率为1.5）
46题图
3.47楔形薄层的干涉条纹可用来检验机械工厂里作为长度标准的端规。如图所示，G1是待检规，G2是同一标定长度的标准规，T是放在两规之上的透明玻璃板。假设在波长λ=550nm 的单色光垂直照射下，玻璃板和端规之间的楔形空气层产生间距为1.5mm的条纹，两端规之间的距离为50mm，问两端规的长度之差为多少？
47题图
3.48在玻璃平板B上放一标准平板A，如图，并将一端垫一小片锡箔，使A和B之间形成楔形空气层。求（1）若B表面有一半圆形凹槽，凹槽方向与A、B交线垂直，问在单色光垂直照射下看到的条纹形状如何？（2）若单色光波长为632.8nm（He-Ne激光），条纹的最
大弯曲量为条纹间距地2/5，问凹槽的深度是多少？
48题图
3.49集成光学中的楔形薄膜耦合器如图3-26所示。沉积在玻璃衬底上的是氧化钽（52O Ta ）薄膜，其楔形端从A 到B 厚度逐渐减小为零。为测定薄膜的厚度，用波长nm 8.632=λ的Ne He -激光垂直照明，观察到薄膜楔形端共出现11条暗纹，且A 处对应一条暗纹，问氧化钽薄膜的厚度是多少？（52O Ta 对632.8nm 激光的折射率为2.21）。
49题图
3.50 试根据干涉条纹清晰度的条件求出等厚干涉中光源的许可宽度。
50题图
3.51在一块平面玻璃板上，放置一曲率半径R 很大的平凸透镜，并把这一组合放到图4-26所示的系统中代替楔形薄板，以观测透镜凸表面和玻璃板平面之间的空气薄层产生的牛顿环条纹。（1）证明条纹间距e 满足下面的关系式 N
R e λ21= 式中N 是由中心向外计算的条纹数，λ是单色光波长。（2）若分别测得相距k 个条纹的两个环的半径为N r 和k N r +， 证明λ
k r r R N k N 22-=+ （3）比较牛顿环条纹和3.4节讨论的等倾圆条纹之间的异同。
51题图
3.52牛顿环也可以在两个曲率半径很大的平凸透镜之间的空气层中产生。如图所示，平凸透镜A 和B 的凸面的曲率半径分别为A R 和B R ，在波长nm 600=λ的单色光垂直照射下，观测到它们之间的空气层产生的牛顿环第10个暗环的半径mm r AB 4=。若有曲率半径为c R 的平凸透镜C ，并且B 、C 组合和A 、C 组合产生的第10个暗环的半径分别为mm r BC 5.4=和mm r AC 5=，试 计算A R 、B R 和c R 。
52题图
3.53在迈克耳孙干涉仪中，如果调节反射镜2M 使其在半反射面中的虚象'
2M 和1M 反射镜平行，则可以通过望远镜观察到干涉仪产生的等倾圆条纹。假定1M 从一个位置平移到另一个位置时，视场中的暗环从20个减少为18个，并且对于前后两个位置，视场中心都是暗点；
已知入射光波长nm 500=λ，望远镜物镜视场角为 10，试计算1M 平移的距离。 3.54迈克耳孙干涉仪可用来精确测量单色光波长。调整仪器，使得观察到单色光照明下产生的等倾圆条纹。如果把可动臂移动了0.03164mm ，这时条纹移动了100个，试计算单色光波长。
3.55利用图所示的泰曼-格林干涉系统可以测量大球面反射镜的曲率半径。图中球面反射镜2M 的球心位于2OP 的延长线上，由O 到1P 和到2P 的光程相等。假设半反射面A 的镀膜恰使光束（1）和（2）的附加程差为零。在准直的单色光照明下，系统产生一些同心圆环条纹。
如果测量到第10个暗环的半径是5mm ，单色光波长为55nm ，问球面反射镜的曲率半径是多少？
55题图
3.56泰曼－格林干涉仪也用来测量小角度光楔的楔角。如图，假设在M 2镜前放入光楔P 后，原来是一片均匀的视场出现了一组等距直线条纹，条纹间距e = 0.1mm 。若照明光波波长λ= 589.3nm ，光楔材料的折射率为1.52，问光楔的楔角是多少？
56题图
3.57主要用来测量气体折射率的雅明（Jamin ）干涉仪由两块同样厚度同样折射率的平行平面玻璃板组成，板面1M 、2M 镀以不透明的银膜，如图所示。自光源S 发出的光束由第一块平板上下表面反射产生1和2两支光束，它们在第二块平板上下表面反射又分别产生光束1'、1''和2'、2''，其中光束1''和2'相互重叠产生干涉。试利用平板折射率n 、厚度h 和光束在1M 面的入射角2θ以及两平板夹角α写出光束1''和2'的光程差表示式。
57题图
迈克尔孙干涉仪 测波长实验报告 班级:计科(2) 学号:090601247 姓名:殷王佳 实验名称:迈克尔孙干涉仪测白光波长 实验目的:1、了解迈克尔孙干涉仪的结构、工作原理和实际应用 2、迈克尔孙干涉仪的调节出白光的干涉条纹 3、用迈克尔孙干涉仪调出激光干涉条纹 4、在上基础上调出白光干涉条纹 5、对白光的相干性进行研究 实验仪器:1、迈克尔孙干涉仪2、半导体激光器3、白炽灯 实验原理：右图为迈克尔孙干涉仪的光路图。从光源S发出的光束射到玻璃板G1上，Ｇ１的前后两个表面严格平行，后比表面镀有铝或银的半反射膜。光束被半反射膜分为强度相同的两支，图中（１）表示反射光，（２）表示透射光，两光经全反镜Ｍ１和Ｍ２反射后，再在Ｅ处相遇，形成干涉条纹。Ｇ２为一补偿板。 （一）干涉图样的形成和分类：迈克尔孙干涉仪所产生的两相干光束是从Ｍ１和Ｍ２反射而来，因此可先画出Ｍ２被Ｇ１反射所成的虚像Ｍ２＇，研究干涉花样时，Ｍ２＇和Ｍ２完全等效。（1）点光源产生的非定域干涉花样：光程差最大时，圆心所对应的级次最高，每生出一个或消失一个圆环，相当于两光距离改变了一个波长，即Ｍ１移动了半个波长。设Ｍ１移动了距离，相应的生出或消失的圆环数目为Ｎ，则有： （1）等倾干涉花样：此时Ｍ１与Ｍ２＇互相平行，如图，入射光经Ｍ１和Ｍ２＇反射成为（１）（２），且相互平行，两光线的光程差. （2）等厚干涉花样：当Ｍ１和Ｍ２＇有一个很小的夹角时，Ｍ１与Ｍ２＇之间形成楔形空气薄层，就会出现等厚干涉条纹，如图所示。如果入射角不大，则
实验步骤： （１）调节迈克尔孙干涉仪，在毛玻璃屏上观察到干涉条纹。 ａ．两束光之间的光程差要小于光源的相干长度才能干涉。干涉仪上Ｍ１的位置应该在３０毫米左右（从干涉仪左侧的毫米刻度尺上读出）。 ｂ．两束光之间的夹角需很小，干涉条纹才比较宽，眼睛才能分辨。把半导体激光器前面的扩束镜转向下方，未经扩束的激光Ｍ１和Ｍ２反射后在毛玻璃片上形成两个光斑，调节Ｍ１和Ｍ２后面的螺丝，使这两个光斑严格重合，此时两光之间的夹角就很小了。把扩束镜转向上方，让激光扩散成发散光束。这时，毛玻璃屏上应可观察到干涉条纹。 （２）调彩虹条纹 将激光源换成白光，按照调出干涉条纹时微动手轮转动的方向
实验6—5 迈克尔逊干涉仪的原理与使用 一．实验目的 （1）.了解迈克尔逊干涉仪的基本构造，学习其调节和使用方法。 （2).观察各种干涉条纹,加深对薄膜干涉原理的理解。 （3).学会用迈克尔逊干涉仪测量物理量。 二．实验原理 1．迈克尔逊干涉仪光路 如图所示,从光源S 发出的光线经半射镜 的反射和透射后分为两束光线,一束向上 一束向右,向上的光线又经M １ 反射回来, 向右的光线经补偿板后被反射镜M2反射回来? 在半反射镜处被再次反射向下，最后两束光线在 观察屏上相遇,产生干涉。 2.干涉条纹 （1).点光源照射——非定域干涉 如图所示，为非定域干涉的原理图。点Ｓ1是光源 相对于M1的虚像，点S ２’是光源相对于M2所成 的虚像。则Ｓ1、S2`所发出的光线会在观察屏上形 成干涉。 当M1和M2相互垂直时,有S1各S2`到点A 的 光程差可近似为： i d L cos 2=? ① 当A 点的光程差满足下式时 λk i d L ==?cos 2 ② A 点为第ｋ级亮条纹。 由公式②知当i 增大时c ｏsi 减小,则k 也减小,即条纹级数变高,所以中心的干涉条纹的级次是最高的 （2)扩展光源照明——定域干涉在点光源之前加一毛玻璃，则形成扩展光源,此时形 成的干涉为定域干涉，定域干涉只有在特定的位置才能看到。 ①．M １与Ｍ2严格垂直时，这时由于d 是恒定的,条纹只与入射角i 在关，故是等倾干涉 ②．M １与M2并不严格垂直时，即有一微小夹角,这种干涉为等厚干涉。当Ｍ１与M2夹角很小,且入射角也很小时,光程差可近似为 )21(2)2sin 1(2cos 222 i d i d i d L -≈-=≈?③ 在M1与Ｍ２`的相交处,d ＝0,应出现直线条纹,称中央条纹。 ３．定量测量 (1).长度及波长的测量 由公式②可知,在圆心处i ＝0 0， ｃosi=1,这时 λk d L ==?2 ④ 从数量上看如ｄ减小或增大N 个半波长时,光程差L ?就减小或增大N 个整波长，对应
垂直扫描白光干涉法测量技术 垂直扫描白光干涉法是干涉法的基础上发展起来的一种光学非接触测量方法。结合了白光干涉显微技术和相移干涉技术，也被称为白光干涉条纹扫描法、相干检测法等。 光的干涉是光在传播过程中呈波动性的重要现象之一，1801年，杨氏双缝实验历史长第一次用实验显示了光的干涉现象，其设计构思的精巧之处在于从同一波阵面上取得了两个波源。随后，相继出现了很多类似原理的实验装置。目前，相干光的应用已经遍及各个领域，如光相干探测、相干光通信以及在遥感领域和军事领域的应用等。 光的干涉现象时光的波动性的表现。光的干涉产生干涉条纹，表现为光在遇到障碍物时候出现光的强度或明暗，在空间稳定分布的现象。两束光在相遇的区域内形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象成为光的干涉现象。例如：双缝干涉中将S光源发出的一束光通过S1、S2的双狭缝，分离出两个很小的部分作为相干光源，这两束光为同一光源发出，所以频率，相位都相等。由于两束光源到屏幕上的任意点的距离不等，所以当两束光在屏幕相遇时，相位相等的点就呈现出叠加加强的现象，显示为亮点，而相位相反的点则相互抵消，就显示为暗点。这样在双缝后面的幕上就呈现了明暗相间的条纹——干涉图样，如图1。对干涉现象的产生完全可按照矢量波的合成来分析。显然，不满足相干条件的几列波虽能叠加，但不能干涉。 图1 白光光源包含了整个可见光谱区域的光谱成分，自红光至紫光，波长为4000~7000?，光谱宽度很大，相干长度很长，大约几个微米。只有光程差很小时，两束光才能发生干涉，白光中不同波长的光将产生各自的一组干涉条纹。因
为干涉条纹的间距与光的波长有关，当光程差为零时，白光光谱内各个谱线双光束干涉的零级条纹完全重合，各种波长的光重叠形成白光干涉对比度最大的白色零级条纹，此处可以认为是最佳干涉位置。随着光程差的不断增加，不同波长的干涉条纹光强的极小值相继出现，此是条纹宽度相差较小，重叠后的干涉条纹颜色为黑色。继续增大光程差，不同波长的干涉条纹光强的极大值不断出现，呈现出彩色条纹。由于各波长干涉条纹的错开会使条纹对比度逐步下降，到一定程度时干涉条纹将消失，如图2所示。白光干涉条纹的影响因素较多，光源的特性和两束相干光的强弱影响干涉条纹的对比度，干涉光路的设计决定了干涉条纹的宽度和颜色分布。 图2 干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，利用干涉条纹的弯曲量来测量表面的微观不平度。与其他光学技术相比，干涉显微镜具有较高的放大倍数和分辨率，而且表面信息直观，测量精度很高。图3为Mirau型干涉显微镜。 图3
编号：CZ-GC-02400 ( 操作规程) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 便携式甲烷检测仪的操作规程 Operating procedures for portable methane detector
便携式甲烷检测仪的操作规程 操作备注：安全操作规程是要求员工在日常工作中必须遵照执行的一种保证安全的规定程序。忽视操作规程 在生产工作中的重要作用，就有可能导致出现各类安全事故，给公司和员工带来经济损失和人身伤害，严重 的会危及生命安全，造成终身无法弥补遗憾。 为了加强便携式甲烷检测仪的使用工作年限，增强使用寿命，提高其精确度，准确的检测出各点的的瓦斯浓度，特制定以下操作规程。 1、使用前必须认真、仔细阅读《使用说明书》对报警仪的用途、使用范围、性能及主要技术指标有一个全面的了解，然后进行具体的使用、操作。 2、在使用前先观察其外形有无损坏或变形，严禁携带坏仪器入井。 3、便携式甲烷检测仪在每次使用前必须充电，按住自检键，观察其电压必须有3.6v以上才能保证可靠工作。首先在清洁空气中打开电源，预热15min，观察指示窗是否为零，如有偏差，则需调整电位器使其归零。 4、测量时，用手将仪器的传感器部位举至或悬挂在测量处，经
十几秒钟的自然扩散，即可读取瓦斯浓度的数值，也可由工作人员随身携带，在瓦斯超限发出声、光报警时，重点监视环境瓦斯，或采取相应措施。 5、在检查过程中应注意顶板支护及两帮情况防止伤人事故的发生。 6、当瓦斯浓度或氧气浓度超过规定限度应迅速退出并及时处理或汇报。 7、便携式甲烷检测仪的最大测点为5.00%CH4，当瓦斯浓度超过这浓度时，其显时窗也显时为5。此时应停止使用仪器，否则将会影响仪器的测量精度及热催化元件的使用寿命。 8、爱护仪器，经常保持仪器的清洁。 9、未尽事宜按有关规定执行。 这里填写您的公司名字 Fill In Your Business Name Here
激光干涉仪概述 SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术，实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术，实现快速(5~10分钟)、高精度(0.05ppm)、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出，采用不同的光学镜组可以测量出线性、角度、直线度、平面度和垂直度等几何量，并且可以进行动态分析。
SJ6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范围大等优点。通过与不同的光学组件结合，可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。在相关软件的配合下，还可以对数控机床进行动态性能检测，可以进行机床振动测试与分析，滚珠丝杆的动态特性分析，驱动系统的响应特性分析，导轨的动态特性分析等，具有极高的精度和效率，
为机床误差修正提供依据。 激光干涉仪性能特点 1.测量精度高、速度快，稳定性好 ①使用美国高性能氦氖激光器，结合伺服稳频控制系统，达到高精度稳频(0.05ppm) ②以光波长(633nm)为测量单位，分辨率可达nm级 ③使用高速光电信号采样和处理技术，测量速度可达到4m/s。 ④配合有环境补偿单元，在环境变化的情况下，也可以得到较高的测量精度 ⑤分离式干涉镜设计，避免了测量镜组由于主机发热而引起的镜组形变 2.应用范围广 ①可以实现线性、角度、直线度、垂直度、平面度等几何量的检测 ②结合我们的软件系统，可以用于速度，加速度，振动分析以及稳定度等分析 ③可实时监控精密加工机床等机器的动态数据，进行动态特性分析 3.软件界面友好 ①使用当前热门的软件界面开发工具，软件界面人性化，操作简单。 ②将静态测量和动态测量两种功能合并到一个软件中，更方便用户切换测量类型。
一文读懂白光干涉原理 在白光干涉中，光谱中各色光都有可能参加干涉，并将干涉光强叠加到最后形成的干涉图样上，因此在表面形貌测量中白光干涉形成的干涉条纹是由各色光干涉图样叠加形成的。被测表面的深度不同，两束光的干涉光强不同，干涉条纹的对比度不同，组成干涉条纹的光谱成分也不同。可见，在白光干涉表面形貌测量中，被测表面的深度信息被调制到干涉图样的强度、对比度及光谱成分等信息中，因此可利用干涉图样的强度、对比度以及光谱成分信息扩展深度测量范围。1.干涉条纹扫描法 干涉条纹扫描法扩展深度测量范围的理论根据是被测表面上各点深度不同所形成的干涉光强不同。在双光束干涉显微镜中，如果从分束器到被测表面上某一点的距离等于从分束器到参考面的距离，那么对应的两束干涉光的光程差为0，所形成的干涉光强最小(或最大)。如果用压电陶瓷(PZT)等微位移驱动器沿光轴方向移动样品台或参考镜进行扫描，那么干涉图样上每一点的强度将随着变化。在扫描时，如果记录下或计算出被测面上每一点对应的干涉光强达到最小(或最大)时微位移驱动器的位置，那么在完成扫描后各点间的深度就能计算出来。对于一个具体的干涉显微系统，用干涉条纹扫描法测量形貌，其深度测量范围与干涉光频谱成分有关，大小与干涉长度的一半相当；深度测量分辨率与干涉图样测量系统的分辨率有关，取决于A／D 转换器的位数，可达纳米量级；而测量精度则取决于微位移驱动器。恰当的数据处理方法也可以提高分辨率以及测量精度。 2.干涉条纹对比度法 在白光干涉中，两束相干光形成的干涉光强可表达成一般的形式： Φ Φ++=cos )(**2m S R S R I 式中，R 和S 是两束相干光的光强，Φ是与被测表面深度有关的位相，m 可看作是对比度，它与位相Φ干涉光频谱成分有关。如果干涉图样没有剪切并且干涉光频谱曲线是平滑的，那么m 与位相之间或与被测表面深度之间存在着一一对应的关系。当分束器到被测表面上某一点的距离等于分束器到参考面的距离时，值最大且近似等于1；当距离之差超过干涉光相干长度时，m 值最小，等于0。 由于在一定条件下条纹对比度m 与被测表面深度之间存在着一一对应的关系，因此如果通过某种方法测出m，便可测出被测表面的高度信息。?90相移法便是其中一种典型的测量方法。其原理是，首先测出一幅干涉图样，然后相移?90，测出另一幅干涉图样，从干涉图样中去掉直流成分分量，算出)cos()(??m 和))sin(2m(?π?+，再根据)cos()(??m 和
操作规程编号：LX-FS-A87586 便携式甲烷检测仪的操作规程标准 范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
便携式甲烷检测仪的操作规程标准 范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 为了加强便携式甲烷检测仪的使用工作年限，增强使用寿命，提高其精确度，准确的检测出各点的的瓦斯浓度，特制定以下操作规程。 1、使用前必须认真、仔细阅读《使用说明书》对报警仪的用途、使用范围、性能及主要技术指标有一个全面的了解，然后进行具体的使用、操作。 2、在使用前先观察其外形有无损坏或变形，严禁携带坏仪器入井。 3、便携式甲烷检测仪在每次使用前必须充电，按住自检键，观察其电压必须有3.6v以上才能保证
厨 ｆ静堂鸯溅斌技术）２００７亭第弘誊第｛Ｏ麓 激光干涉仪使用技巧 Ｐｒｅｃｉｓｅ Ｇ口洫ｔｏ Ｖｓｉｎｅ ａ Ｌａｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ 魏纯 （广州市计最检测技术研究院，广东广州５１００３０） 瓣萎：本文讨论了激光予涉仪在使用巾的准直等技礴，用户在实际使用中增加葺芒件以及维护巾邋蓟的同舔。燕键词：激光平涉仪；准直 ｌ引言高性能激光干涉仪具有快速、高准确测量的优点，是校准数字机床、坐标测量机及其它定位装置精度及线性指标最常用的标准仪器，弦者所在单位使用的是英国ＲＥＮＩＳＨＡＷ公闭生产的ＭＬｌ０激光干涉仪，具有性能稳定，使罱方便等特点。 通过较长时闯使用，作者认为测量人员除了要考虑环境、温度、原理等影响测量的常规因素外，掌握一些激光干涉仪的使用技巧会使测量互作事半功倍。 ２原理介绍
ＭＬｌ０激光干涉仪是根据光学千涉基本原理设计磊成酌。从ＭＬｌ０激光器射出的激光束有单一频率，其标称波长隽０．６３３ｐＬＩｎ，且其长期波长稳定健（真空状态）要高于０．１ｐｐｍ。当此光束抵达偏振分光镜时，会被分为两道光束一一道反射光糯一道透射光。这两道光射向其反光镜，然后透过分光镜反射圈去，在激光头内的探测器形成一道干涉光束。若光程差没有任俺变讫，探测器会在樵长性秘楣潢性于涉的两极找到稳定的信号。若光程差确实有变化，探测器会在 每一次光程改变时，在相长性和相消性干涉的弼极找 到变动的信号。这些变化（援格）会被计算并用来测量两个光程闻的差异变化。测量的光程就是栅格数乘以光束大约一半的波长。 值褥注意的是，激光束的波长取决于所通过敖空气折射率。由于空气折射率会随着温度、压力和相对湿度而变化，用来计算测蹩值的波长值可能需要加以李｝偿，以配合这魍环境参数豹改变。实际上就测量准确度而言，此类补偿在进行线性位移（定位精度）测量，特别是量程较大时，非常重要。３激光干涉仪使用技巧 ３．１ Ｚ轴激光光路快速准直方法 用激光干涉仪进行线性测量时，无论是数字机 床、还是坐标测燮枫，ｚ轴测量酵激光光路的礁童榻对Ｘ、Ｙ轴准直来说，要困难的多。尤其是在ｚ轴距离较长的情况下，要保证激光光束经反射镜反射后回到激 先探测器的强度满足测量对对光强的要求，准妻激光光路往往需要很长时间。 根据作者长期使用的经验，按照“离处动尾部，低处动整体”的调整方法，将会大大缩短漆直时闻。（“尾部”是指ＭＬｌ０激光器电源接口边上的倾斜度调蹩旋钮和三兔架云台上的旋转微调控制旋锂，“整体”是指三
甲烷CH4检测仪技术参数 甲烷气体检测仪产品描述： 在线式甲烷气体检测仪,适用于各种环境中的甲烷气体浓度和泄露实时准确检测，采用进口电化学传感器和微控制器技术. 响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好等优点. 防爆接线方式适用于各种危险场所, 并兼容各种控制报警器, PLC, DCS等控制系统, 可以同时实现现场报警预警, 4-20mA标准信号输出,继电器开关量输出; 完美显示各项技术指标和气体浓度值; 同时具有多种极强的电路保护功能, 有效防止各种人为因素, 不可控因素导致的仪器损坏; 甲烷气体检测仪产品特性： ★进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，使用寿命长达3年; ★采用先进微处理器技术，响应速度快,测量精度高，稳定性和重复性好; ★检测现场具有现场声光报警功能，气体浓度超标即时报警，是危险现场作业的安全保障; ★现场带背光大屏幕LCD显示，直观显示气体浓度/类型/单位/工作状态等; ★独立气室，传感器更换便捷,更换无须现场标定，传感器关键参数自动识别; ★全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性; ★半导体纳米工艺超低功耗32位微处量器; ★全软件自动校准,传感器多达6级目标点校准功能,保证测量的准确性和线性,并且具有数据恢复功能; ★具备过压保护,防雷保护,短路保护,反接保护,防静电干扰,防磁场干扰等功能; 并且具有自动恢复功能,防止发生外部原因,人为原因,自然灾害等造成仪器损坏; ★全中文/英文操作菜单,简单实用,带温度补偿功能; ★PPM,%VOL,mg/m3三种浓度单位可自由切换; ★防高浓度气体冲击的自动保护功能;
型号：SK-500-CH4 检测气体：空气中的甲烷CH4 检测范围：0-100ppm、500ppm、1000ppm、5000ppm、0-100%LEL 分辨率：0.1ppm、0.1%LEL 显示方式：液晶显示 温湿度 ： 选配件，温度检测范围：-40 ～120℃，湿度检测范围：0-100%RH 检测方式：扩散式、流通式、泵吸式可选安装方式：壁挂式、管道式检测精度：≤±3% 线性误差：≤±1% 响应时间：≤20秒（T90）零点漂移：≤±1%（F.S/年） 恢复时间：≤20秒重复 性： ≤±1% 信号输出：①4-20mA信号：标准的16位精度4-20mA输出芯片，传输距离1Km ②RS485信号：采用标准MODBUS RTU协议，传输距离2Km ③电压信号：0-5V、0-10V输出，可自行设置 ④脉冲信号：又称频率信号，频率范围可调（选配） ⑤开关量信号：标配2组继电器，可选第三组继电器，继电器无源触点，容量220VAC 3A/24VDC 3A 传输方式：①电缆传输：3芯、4芯电缆线，远距离传输（1-2公里） ②GPRS传输：可内置GPRS模块，实时远程传输数据，不受距离限制（选配） 接收设备：用户电脑、控制报警器、PLC、DCS、等 报警方式：现场声光报警、外置报警器、远程控制器报警、电脑数据采集软件报警等 报警设置：标准配置两级报警，可选三级报警；可设置报警方式：常规高低报警、区间控制报警 电器接口：3/4″NPT内螺纹、1/2″NPT内螺纹，同时支持2种电器连接方式 防爆标志：ExdII CT6（隔爆型）壳体材料：压铸铝+喷砂氧化/氟碳漆，防爆防腐蚀 防护等级：IP66 工作温度：-30 ～60℃工作电源：24VDC（12～30VDC）工作湿度：≤95%RH，无冷凝 尺寸重量：183×143×107mm(L×W×H）1.5Kg(仪 器净重) 工作压力：0 ～100Kpa 标准配件：说明书、合格证质保期：一年 应用场所 石油石化、化工厂、冶炼厂、钢铁厂、煤炭厂、热电厂、医药科研、制药生产车间、烟草公司、环境监测、
甲烷检测仪 SGA-500B-CH4 一、产品简介 SGA-500B-CH4甲烷检测仪又叫瓦斯泄漏报警器、可燃气体检测仪。天然气体泄漏探测器、沼气变送器。是深国安电子运用十多年技术经验，独立研发设计的一款固定式、液晶显示型甲烷气体检测仪。信号默认为4－20mA电流输出。产品运用当前最先进的微电子处理技术，搭配国外原装进口气体传感器，可快速、准确地检测目标气体。产品为气体检测行业的最高三防设计：防高浓度过载（带自我保护功能）、防止人员误操作（内置按键+可还原出厂设置）、防雷击（三级标准）。本质安全型电路设计，配备铝合金防爆外壳，即使恶劣环境下，也能安全使用。 SGA-500B-CH4甲烷检测仪为气体扩散式。检测原理为当目标气体进入气体探头部分后，内部的传感器会第一时间发出感应。传感器根据气体浓度的高低会产生一定电量信号。该信号经过电路放大处理后，由CPU经过AD采样、温度补偿、智能计算后，输出精准的4－20mA 电流信号、RS485通讯信号、0－5V电压信号、ZIGBEE、NRF、WIFI、GPRS无线信号等。客户可通过采集这些信号，与深国安公司的SGA-800A、SGA-800B、SGA-800C气体报警控制主机、PLC、DCS、上位机等系统配套使用,进行报警、数据再处理。另外，产品内部配有2组继电器（开关量信号），可与风机、电磁阀的控制设备进行联动，最大限度地保障您的生命和财产安全。
SGA-500B-CH4甲烷检测仪还可根据客户需求，选配声光报警、红外遥控器、管道式气杯、泵吸式气杯等。 别名： 抗干扰型甲烷检测仪、防爆型甲烷变送器、隔爆型甲烷探测器、甲烷报警器、甲烷探头、CH4检测装置、CH4报警装置、CH4分析仪、CH4气体检测模块、红外线式CH4传感器、4－20MA信号输出CH4报警器、固定式带液晶显示型CH4气体检测仪、三防设计CH4检测仪 二、产品特点 ●本质安全型电路设计、安全可靠； ●大屏幕液晶显示，可24小时在线监测，实时显示气体浓度； ●国外原装进口气体传感器，反应速度快、误差率低、抗干扰能力强； ● 200多种气体，多种量程、多种信号输出可供选择； ●强大的声光报警功能，声响在85dB以上； ●客户可根据需要，自行设定报警点等功能； ●内置按键+恢复出厂设置功能，避免人员误操作； ●自带全量程温度补偿和数据修正功能，提高了产品的精度性和稳定性； ● 2组继电器（开关量信号）信号输出，方便与风机或电磁阀的控制设备联动使用； ●可通过遥控器，免开盖对检测仪进行报警点、零点调整和目标点标定； ●独特的结构设计，安装、布线简单方便，节约成本。 ●铝合金铸体防爆外壳，安全有保障； ●防爆证等级：ExdIICT6 Gb ●防爆证编号：CNEx14.1674 ●防护等级：IP65 三、产品参数
第19卷 第7期1999年7月 光 学 学 报 ACT A O PT ICA SIN IC A V o l.19,N o.7 July,1999 在线测量表面粗糙度的共光路激光外差干涉仪 梁 嵘 李达成 曹 芒 赵洪志 武勇军 (清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室,北京100084) 摘 要 一种新型的、用于在线测量表面粗糙度的激光外差干涉仪已研制完成。该仪器体积小 (25cm×20cm×10cm)、抗外界环境干扰能力强。仪器以稳频半导体激光器作为光源。共光路设计,使测量光和参考光沿同一路径入射到被测表面上。计大数和测小数周期相结合的外差信号处理方法,实现了大的动态测量范围和很高的测量分辩率。同时还采用了全反射临界角法进行自动聚焦。该仪器的纵向和横向分辨率分别为0.39nm和0.73μm;自动聚焦范围为±0.5mm,在焦点±25μm范围内,聚焦精度为1μm;80分钟内整机稳定性:3e= 1.95nm。 关键词 表面粗糙度, 在线检测, 共光路, 外差干涉仪, 自动聚焦。 1 引 言 尖端科学技术的飞速发展,使得对精加工、超精加工表面的要求日益增加,如X射线元件、同步辐射器的反射镜、大功率激光器镜面及窗口、大规模集成电路元件的基片、光盘等,而元件表面粗糙度的测量,特别是表面加工中粗糙度的实时在线测量显得更加迫切。表面粗糙度的在线测量不但能正确地检测加工过程中的变化和缺陷,而且对控制和改进加工方法、提高加工表面的质量和产品性能有着相当重要的意义。 对精加工、超精加工后的表面粗糙度进行在线测量,对测量仪器有如下要求:1)具有高的测量分辨率和动态范围;2)测量软材质表面或超光滑镜面,要采用非接触测量方法;3)必须有效地消除测量现场存在的外界震动、空气扰动以及导轨误差等;4)现场安装要使用方便[1]。目前,测量表面粗糙度的仪器有许多种,它们各有特点,但多数只限于在实验室良好环境下使用。为满足在现场恶劣环境中对精加工、超精加工的表面粗糙度进行在线测量,本文作者对Huang[2]和韩昌元等[3]的方案作了进一步的改进,精简了光路、增加了自动调焦系统,研制出了用于在线测量表面粗糙度的共光路激光外差干涉仪。 2 系统原理和组成 仪器原理如图1所示。采用的半导体激光器波长为780nm,功率为10mW。对它的工作温度和电流进行控制,产生频率稳定的单模线偏振光(频率f0),准直后经分束镜BS1分别进入声光调制器AOM1(调制频率f1=100M Hz)和AOM2(调制频率f2=98M Hz)。AOM1的一级衍射光(频率f0+f1)经光阑后扩束,由物镜会聚到被测表面上形成光探针,作为测量 收稿日期:1998-03-09;收到修改稿日期:1998-06-05
白光干涉表面三维轮廓仪原理及应用 表面三维微观形貌测量意义 在生产中，表面三维微观形貌对工程零件的许多技术性能的评价具有最直接的影响，而且表面三维评定参数由于能更全面、更真实地反映零件表面的特征及衡量表面的质量而越来越受到重视，因此表面三维微观形貌的测量就越显重要。通过对三维形貌的测量可以比较全面地评定表面质量的优劣，进而确认加工方法的好坏及设计要求的合理性，这样就可以反过来通过指导加工、优化加工工艺以加工出高质量的表面，确保零件使用功能的实现。 表面三维微观形貌的测量方法非常丰富，通常可分为接触式和非接触式两种，其中以非接触式测量方法为主。下面介绍其中一种近年来国际上研究比较多的、发展也相对比较成熟的技术：扫描白光干涉法测量表面三维微观形貌技术。 白光干涉扫描原理 在利用白光干涉测量表面三维形貌的过程中，对于被测表面上某一点来说，为了定位其零光程差位置，必须采用某种扫描方式改变参考镜或者被测表面的位置，以此来获得该点光强变化的离散数据，然后依据白光干涉的典型特征来判别并提取最佳干涉位置。因此称这种方法为扫描白光干涉测量法。 图1(a)所示为白光干涉仪架构图，图1(b)所示为仪器测量原理图，光学系统可采用基本的Michelson式干涉仪结构，只是在参考镜后安装有微驱动装置．而被测表面代替了另一个反射镜。测量时通过计算机控制徽驱动装置的进给带动参考镜的进给，这样被测样本表面的不同高度平面就会逐渐进入干涉区，如果在充足的扫描范围内进给，被测样本表面的整个高度范围都可以通过最佳干涉位置。将每步的干涉图样由图像传感器(CCD摄像头)采集，视频信号通过图像采集卡转换成数字信号并存储于计算机内存中，利用与被测面对应的各像素点相关的干涉数据，基于白光干涉的典型特征，通过采用某种最佳干涉位置识别算法对干涉图样数据进行分析处理，提取出特征点位置（最佳干涉位置J，进而就很容易得到各像素点的相对高度，这样便实现了对三维形貌的测量。
第一章、前言 一、本次我们主要研究：如何检测机床的螺距误差。因此我们主要的任务在于： 1. 应该使用什么仪器进行测量 2. 怎么使用测量仪器 3. 怎么进行数据分析 4. 怎么将测量所得的数据输入对应的数控系统 二、根据第一点的要求，我们选择的仪器为：Renishaw 激光器测量系统，此仪器检测的范围包括： 1. 线性测量 2. 角度测量 3. 平面度测量 4. 直线度测量 5. 垂直度测量 6. 平行度测量 线性测量：是激光器最常见的一种测量。激光器系统会比较轴位置数显上的读数位置与激光器系统测量的实际位置，以测量线性定位精度及重复性。 三、根据第二点的解释，线性测量正符合我们检测螺距误差的要求。因此，我们此次使用的检测方法——线性测量。 总结以上我们的核心在于：如何操作Renishaw 激光器测量系统结合线性测量的方法进行检测，之后将检测得到的数据进行分析，最后将分析得到的数据存放到数控系统中。这样做的目的在于——提高机床的精度。 - 1 - 第二章、 2.1 什么是螺距误差？ 基础知识 开环和半闭环数控机床的定位精度主要取决于高精度的滚珠丝杠。但丝杠总有一定螺距误差，因此在加工过程中会造成零件的外形轮廓偏差。
由上面的原因可以得知： 螺距误差是指由螺距累积误差引起的常值系统性定位误差。 2.2 为什么要检测螺距误差？ 根据2.1节，检测螺距误差是为了减少加工过程中造成零件的外形轮廓偏差，即提高机床的精度。 2.3 怎么检测螺距误差？ （1）安装高精度位移检测装置。 （2）编制简单的程序，在整个行程中顺序定位于一些位置点上。所选点的数目及距离则受数控系统的限制。 （3）记录运动到这些点的实际精确位置。 （4）将各点处的误差标出，形成不同指令位置处的误差表。（5）多次测量，取平均值。 （6）将该表输入数控系统，数控系统将按此表进行补偿。 2.4 什么是增量型误差、绝对型误差？ ①增量型误差 增量型误差是指：以被补偿轴上相邻两个补偿点间的误差差值为依据来进行补偿②绝对型误差 绝对型是误差是指：以被补偿轴上各个补偿点的绝对误差值为依据来进行补偿2.5 螺距误差补偿的原理是什么？ 螺距误差补偿的基本原理就是将数控机床某轴上的指令位置与高精度位置测量系统所测得的实际位置相比较，计算出在数控加工全行程上的误差分布曲线，再将
一文读懂白光干涉仪 SuperView W1白光干涉仪是一款用于对各种精密器件及材料表面进行亚纳米级测量的检测仪器。它是以白光干涉技术为原理、结合精密Z向扫描模块、3D 建模算法等对器件表面进行非接触式扫描并建立表面3D图像，通过系统软件对器件表面3D图像进行数据处理与分析，并获取反映器件表面质量的2D、3D参数，从而实现器件表面形貌3D测量的光学检测仪器。 白光干涉仪原理 光源发出的光经过扩束准直后经分光棱镜后分成两束，一束经被测表面反射回来，另外一束光经参考镜反射，两束反射光最终汇聚并发生干涉，显微镜将被测表面的形貌特征转化为干涉条纹信号，通过测量干涉条纹的变化来测量表面三维形貌。
白光干涉仪应用 SuperView W1白光干涉仪可广泛应用于半导体制造及封装工艺检测、3C电子玻璃屏及其精密配件、光学加工、微纳材料及制造、汽车零部件、MEMS器件等超精密加工行业及航空航天、国防军工、科研院所等领域中。可测各类从超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物体表面，从纳米到微米级别工件的粗糙度、平整度、微观几何轮廓、曲率等，提供依据ISO/ASME/EUR/GBT四大国内外标准共计300余种2D、3D参数作为评价标准。 应用范例： 白光干涉仪性能特色 1、高精度、高重复性
1）采用光学干涉技术、精密Z向扫描模块和优异的3D重建算法组成测量系统，保证测量精度高； 2）独特的隔振系统，能够有效隔离频率2Hz以上绝大部分振动，消除地面振动噪声和空气中声波振动噪声，保障仪器在大部分的生产车间环境中能稳定使用， 获得极高的测量重复性； 2、一体化操作的测量分析软件 1）测量与分析同界面操作，无须切换，测量数据自动统计，实现了快速批量测量的功能； 2）可视化窗口，便于用户实时观察扫描过程； 3）结合自定义分析模板的自动化测量功能，可自动完成多区域的测量与分析过程； 4）几何分析、粗糙度分析、结构分析、频率分析、功能分析五大功能模块齐全； 5）一键分析、多文件分析，自由组合分析项保存为分析模板，批量样品一键分析，并提供数据分析与统计图表功能； 6）可测依据ISO/ASME/EUR/GBT等标准的多达300余种2D、3D参数。 3、精密操纵手柄 集成X、Y、Z三个方向位移调整功能的操纵手柄，可快速完成载物台平移、Z向聚焦、找条纹等测量前工作。 4、双通道气浮隔振系统 既可以接入客户现场的稳定气源也可以采用便携加压装置直接加压充气的双通道气浮隔振系统，在无外接气源的条件下也可稳定工作。 白光干涉仪主要技术指标：
激光原理小论文 共光路移相单频激光干涉测长系统 13光电 付骥 39261413103
共光路移相单频激光干涉测长系统 付骥 1 引言 位相测量技术早在 20 世纪 70 年代就已被用于干涉计量中[1 ] 。最初采用改变参考光程长度来获得空间干涉条纹图移相 ,Smythe 和 Moore 利用 1/ 2 波片和 1/ 4 波片及偏振分束器( PB S ) 得到了理想的瞬时移相干涉信号[2 ] 。Dorsey , Crosdale 和Palum 将偏振光移相技术应用于长度测量干涉仪中[3 ] 。光路布局应用光程差放大技术 ;偏振光移相技术和 A/ D 转换器以及高倍数的电子细分的使用极大地提高了干涉仪的测量分辨力[4 ,5 ] 。但在高分辨力单频激光干涉仪中 ,光强“零漂”带来的干涉信号 的直流点漂移直接影响电子细分的精度。作者提出了一种单频激光干涉测长系统[6 ] : (1) 利用偏振光移相及共模抑制技术 ,解决了光强“零漂”的问题 ; (2) 采用参考光束和测量光束共光路设计布局 ,能有效地消除由于气流、气压、温度、湿度和外界振动等测量环境因素给测量带来的误差 ; (3) 光路布局采用了光程差放大技术 ,提高了干涉系统的分辨力。在解决了原理构成的基础上 ,如何尽可能详尽地找出影响干涉系统测长精度的因素 ,从而在仪器的安装调试中获得理想的测长精度 ,这就成了使原理构成实 用化和仪器化的关键。因而构建了一套实验光路布局 ,并对整个干涉系统进行了精度 分析和精度测试。同时还对测量误差进行了误差分离和系统误差修正。 2 系统组成及测长原理 干涉系统如图 1 所示。采用波长为 632. 8nm 的稳频 He2Ne 激光器 ,功率为 4mW。分束部分由 PB S 3 和直角棱镜 4 组成。合束部分由 1/ 2 波片 11 ,直角棱镜 12 和 B S 13 组成。偏振光移相由 1/ 4 波片 15 和 PB S 16 完成。激光器 1 发出的单模线偏振光经扩束准直系统 2 后变成平行光束 ,经分束部分变成两束振向相互垂直的两束线偏振光 ;测量光束( S 光) 经过 1/ 2 波片 5 变为 P 光 ,透过 PB S 6 和 1/ 4 波片7 后变为圆偏振光 ,经测量反射镜 9 反射后再次经过 1/ 4 波片 7 ,圆偏振光变为线偏 振光 ,振向改变 90°变为 S 光 ,并在 PB S 6 分束面上反射 ,被入射到角锥棱镜 10 上 ;经角锥棱镜中的三面反射后 ,振向不变按原方向反射到 PB S 6 分束面上 ,并再次被反射到 1/ 4 波片 7 和测量反射镜 9 上 ,而且又两次经 1/ 4 波片 7 后变成 P 光 ,返回后透过 PB S 6 成为包含有测量光程 r1 的测量光束。参考光束重复测量光束的传播过程(所不同的是被参考镜 8 反射) ,透过 PB S 6 后成为包含参考光程 r2 的参考光束。应用光波迭加理论 ,假定两光束的振幅为 a ,则从 PB S 6 射出的两光束的振动方程为测量光束 : E1 = acos( k r1 - ωt) (1)
白光干涉仪工作原理 白光干涉仪是一款用于对各种精密器件及材料表面进行亚纳米级测量的检测仪器。它是以白光干涉技术为原理、结合精密Z向扫描模块、3D 建模算法等对器件表面进行非接触式扫描并建立表面3D图像，通过系统软件对器件表面3D图像进行数据处理与分析，并获取反映器件表面质量的2D、3D参数，从而实现器件表面形貌3D测量的光学检测仪器。 白光干涉仪可广泛应用于半导体制造及封装工艺检测、3C电子玻璃屏及其精密配件、光学加工、微纳材料及制造、汽车零部件、MEMS器件等超精密加工行业及航空航天、国防军工、科研院所等领域中。可测各类从超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物体表面，从纳米到微米级别工件的粗糙度、平整度、微观几何轮廓、曲率等，提供依据ISO/ASME/EUR/GBT 四大国内外标准共计300余种2D、3D参数作为评价标准。 白光干涉仪工作原理 白光扫描干涉测量法是一种非接触的测量方式，通过干涉条纹，来比较样品测试表面跟理想参考面的偏差。 白光干涉扫描对于测量粗糙，不连续表面很有帮助。因为白光扫描的测试结果是基十每个像素点上的光强信号单独分析，其结果是基于绝对物理高度的结果。单波长激光干涉系统在测量粗糙样品时，就没有这样的优点，移相法在处理每个像素的数据时候会结合邻近像素
相位结果，并且得到的原始结果是基十相位的而不是物理距离。这使在测量处理粗糙样品表而的数据时候，白光干涉扫描具有很大优势，能测量粗糙或者有台阶跳跃结构的表而；而在测量光滑样品表面时，单色光移相法则相对具有速度快的优势。 正如上图所示，每条信号线代表了每个像素在扫描过程中光强信号的变化。 ·每条信号线包络的峰值即为这个像素的完美等光程点。 ·每个像素点的物理绝对高度都是以这个等光程点为参考的。 ·如图把等光程点连接起来就形成了样品表而的而形。
光学干涉仪简介 应用 干涉仪的应用极为广泛，主要有如下几方面： 1长度的精密测量 在双光束干涉仪中，若介质折射率均匀且保持恒定，则干涉条纹的移动是由两相干光几何路程之差发生变化所造成，根据条纹的移动数可进行长度的精确比较或绝对测量。迈克耳孙干涉仪和法布里-珀罗干涉仪曾被用来以镉红谱线的波长表示国际米。 折射率的测定 两光束的几何路程保持不变，介质折射率变化也可导致光程差的改变，从而引起条纹移动。瑞利干涉仪就是通过条纹移动来对折射率进行相对测量的典型干涉仪。应用于风洞的马赫-秦特干涉仪被用来对气流折射率的变化进行实时观察。 波长的测量 任何一个以波长为单位测量标准米尺的方法也就是以标准米尺为单位来测量波长的方法。以国际米为标准，利用干涉仪可精确测定光波波长。法布里-珀罗干涉仪（标准具）曾被用来确定波长的初级标准（镉红谱线波长）和几个次级波长标准，从而通过比较法确定其他光谱线的波长。 检验光学元件的质量 泰曼干涉仪被普遍用来检验平板、棱镜和透镜等光学元件的质量。在泰曼干涉仪的一个光路中放置待检查的平板或棱镜，平板或棱镜的折射率或几何尺寸的任何不均匀性必将反映到干涉图样上。若在光路中放置透镜，可根据干涉图样了解由透镜造成的波面畸变，从而评估透镜的波像差。 其他应用 用作高分辨率光谱仪。法布里-珀罗干涉仪等多光束干涉仪具有很尖锐的干涉极大，因而有极高的光谱分辨率，常用作光谱的精细结构和超精细结构分析。 历史上的作用。19世纪的波动论者认为光波或电磁波必须在弹性介质中才得以传播，这种假想的弹性介质称为以太。人们做了一系列实验来验证以太的存在并探求其属性。以干涉原理为基础的实验最为精确，其中最有名的是菲佐实验和迈克耳孙-莫雷实验。1851年，A.H.L.菲佐用特别设计的干涉仪做了关于运动介质中的光速的实验，以验明运动介质是否曳引以太。1887年，A.A.迈克耳孙和 E.W.莫雷合作利用迈克耳
白光干涉仪的工作原理 测控3班姓名：陈超学号：20090106 干涉仪是一种对光在两个不同表面反射后形成的干涉条纹进行分析的仪器。其基本原理就是通过不同光学元件形成参考光路和检测光路。干涉仪是利用干涉原理测量光程之差从而测定有关物理量的光学仪器。两束相干光间光程差的任何变化会非常灵敏地导致干涉条纹的移动，而某一束相干光的光程变化是由它所通过的几何路程或介质折射率的变化引起，所以通过干涉条纹的移动变化可测量几何长度或折射率的微小改变量，从而测得与此有关的其他物理量。测量精度决定于测量光程差的精度，干涉条纹每移动一个条纹间距，光程差就改变一个波长(～10-7米)，所以干涉仪是以光波波长为单位测量光程差的，其测量精度之高是任何其他测量方法所无法比拟的。 白光干涉仪利用时间相关性非常低的白光通过分光板作为参考光和样品照射光，两路光束很容易被测量。接着光经过反射，相互叠加干涉，记录下干涉图，同时开始高低形貌的测量，物镜在Z轴方向上不断微小的移动，在每个移动位置上都会拍照记录，收集图片用于形成整个三维形貌数据。由于白光有低的相关性，白光干涉仪的特点就是高分辨率逐层地测量反光粗糙面。 白光干涉仪的主要功能：观察、分析、应用特点： 1 、非接触式测量：避免物件受损。2 、三维表面测量：表面高度测量范围为1nm ---200μm。 3 、多重视野镜片：方便物镜的快速切换。 4 、纳米级分辨率：垂直分辨率可以达0.1nm。5、高速数字信号处理器：实现测量仅需几秒钟。 6 、扫描仪：闭环控制系统。7、工作台：气动装置、抗震、抗压。8 、测量软件：基于windows 操作系统的用户界面，强大而快速的运算。
光纤白光干涉 摘要 光纤干涉型传感器是光纤传感器中的一个重要分支，而白光干涉测量技术是一种被广泛应用的光学干涉测量技术。白光干涉测量技术应用于光纤干涉型传感器，能够测量光纤干涉仪的绝对光程差，且动态测量范围大，测量分辨率高。本论文分别阐述了扫描白光干涉测量技术和光谱域光纤白光干涉测量技术的原理与研究现状，分析和总结了不同的光纤白光干涉测量的结构和特点。 关键词：光纤传感器；光纤干涉仪；白光干涉测量术； Abstract Fiber optic interferometric sensor is an important branch of the fiber optic sensor. White-light interferometry is a widely used technique of the optical interferometry. The white-light interferometry, which is applied to fiber optic interferometric sensor can measure the absolute optical path difference (OPD) and possess the abilities to provide large dynamic measurement range and high measurement resolution.In this dissertation, the principles and research status of scanning white-light interferometry and spectral-domain optical fiber white-light interferometry are described respectively. The structures and characteristics of different optical fiber white-light interferometry are analyzed and summarized. Keywords:Fiber optic sensor;fiber optic interferometer; white-light interferometry; 1、绪论 光纤传感技术是20世纪70 年代末新兴的一项技术，近年来，光纤传感技术在当代科技领域及实际应用中占有十分重要的地位。光纤具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、电绝缘性好、灵敏度高等优点，可以构成传感网络。光纤传感器的主要工作原理[1]是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器，待测物理量与光发生相互作用后，导致光的部分光学性质发生变化（例如光的波长、强度、频率、偏振态、相位等），称为被调制的光信号，信号光再经过光纤送入光探测器通过解调后获得被测参数。 光纤传感器通常可以分为强度调制型光纤传感器，光纤光栅传感器（波长调