检测第一次讨论课 激光干涉测长仪

激光干涉测长的基本原理
激光干涉测长是一种非接触式测量方法，其基本原理如下：
1. 使用激光器产生一束单色、相干、窄束的激光。

2. 将激光分为两束，分别称为参考光和测量光。

参考光经过一个反射镜反射，与测量光相向而行。

3. 测量光照射到被测对象上，经过反射后再次与参考光相遇。

4. 参考光和测量光在相遇的地方形成干涉条纹。

这是因为两束光波相干叠加时，会出现干涉现象。

5. 干涉条纹的形态和幅度受到测量光程的影响。

测量光程是测量光从激光器出射到被测对象反射回来的总路程，包括参考光程和被测对象的光程。

6. 通过观察干涉条纹的形态和移动的情况，可以确定测量光程变化的大小，从而计算出被测对象的长度或距离。

激光干涉测长具有高精度、高分辨率、快速响应等特点，广泛应用于工业制造、科学研究、精密测量等领域。

激光干涉测量xxxxxxxxxxxxxxx 摘要：干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术。

20世纪60年代以来，由于激光的出现、隔振条件的改善及电子与计算机技术的成熟，使干涉测量技术得到长足发展。

本文介绍了激光干涉的基本原理。

关键词：激光干涉测量双频激光干涉仪由于科学技术的进步，干涉测量技术已经得到相当广泛的应用。

一方面因为微电子、微机械、微光学和现代工业提出了愈来愈高的精度和更大的量程，其它方法难以胜任；另一方面因为当代干涉测量技术本身具有灵敏度高、量程大、可以适应恶劣环境、光波和米定义联系而容易溯源等特点，因而在现代工业中应用非常广泛。

激光的出现在世界计量史上具有重大的意义。

用稳频的氦氖激光器作为光源，由于它的相干长度很大，干涉仪的测量范围可以大大的扩展；而且由于它的光束发散角小，能量集中，因而它产生的干涉条纹可以用光电接收器接收，变为电讯号，并由计数器一个不漏的记录下来，从而提高了测量速度和测量精度，比如说我国自行设计与制造的以氦氖激光器作为光源的光电光波比长仪，可以在20分钟之内把1米线纹尺上1001条刻线依次自动鉴定完毕，精度达到±0.2μm，这就是激光干涉仪的成功例证。

一、激光干涉仪的介绍激光干涉仪，以激光波长为已知长度，利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量，有单频的和双频的两种。

1、单频激光干涉仪从激光器发出的光束，经扩束准直后由分光镜分为两路，并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上而产生干涉条纹。

当可动反射镜移动时，干涉条纹的光强变化由接受器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号，经整形、放大后输入可逆计数器计算出总脉冲数，再由电子计算机按计算式[356-11]式中λ为激光波长(N 为电脉冲总数)，算出可动反射镜的位移量L。

使用单频激光干涉仪时，要求周围大气处于稳定状态，各种空气湍流都会引起直流电平变化而影响测量结果。

2、双频激光干涉仪双频激光干涉仪是在单频激光干涉仪的基础上发展的一种外差式干涉仪，，双频激光干涉仪可以在恒温，恒湿，防震的计量室内检定量块，量杆，刻尺和坐标测量机等，也可以在普通车间内为大型机床的刻度进行标定，既可以对几十米的大量程进行精密测量，也可以对手表零件等微小运动进行精密测量，既可以对几何量如长度、角度．直线度、平行度、平面度、垂直度等进行测量，也可以用于特殊场合，诸如半导体光刻技术的微定位和计算机存储器上记录槽间距的测量等等。

物理实验技术中激光干涉仪操作步骤详解激光干涉仪是一种常用的物理实验技术，它利用激光的干涉现象来测量光学元件的性能。

本文将详细介绍激光干涉仪的操作步骤，包括调节光路和实施测量等过程。

首先，激光干涉仪的调节光路是关键的一步。

在调节光路之前，我们需要准备好一束稳定、单色的激光器和一些基本的光学元件，例如反射镜、透镜等。

1. 校准光路：首先，将激光器稳定放置在平坦的台面上，并连接好电源。

然后，使用一块平行玻璃或反射镜将激光器的光束分成两束，使其相互平行。

这可以通过调节反射镜的角度来实现。

2. 调整波长：使用光学元件来调整激光器的波长，以匹配干涉仪所使用的光学元件。

这可以通过调节光栅或控制激光器参数等方法来实现。

3. 调整光路长度：在干涉仪中，需要调整光路的长度，使得两束光相互干涉。

这可以通过移动反射镜或调节镜子的位置来实现。

需要注意的是保持两束光的相对位置稳定，以避免干涉产生失真。

完成光路的调节后，我们可以开始实施测量。

激光干涉仪的主要测量对象包括薄膜膜层、透镜曲率、表面形貌等。

1. 薄膜测量：将待测薄膜放置在干涉仪的光路中，通过测量光的干涉条纹来确定薄膜的厚度或者折射率。

这可以通过调节光路长度或者改变薄膜的位置来实现。

2. 透镜曲率测量：将待测透镜放置在光路中，通过测量光的干涉条纹来确定透镜的曲率半径。

这可以通过调节光路长度或者改变透镜的位置来实现。

3. 表面形貌测量：通过测量光的干涉条纹来确定物体表面的形貌。

这可以通过调节光路长度、移动探测器位置或者改变样品的位置来实现。

在进行测量过程中，我们需要注意以下几点：1. 确保实验环境的稳定性，如避免外界震动和温度变化对实验的影响。

2. 实施测量时应使用合适的探测器，如光电二极管或相机。

探测器的位置应在干涉条纹中心，以保证测量的准确性。

3. 进行实验时要小心避免对光学元件的损坏，尤其是透镜和反射镜，避免触摸它们的表面。

通过以上步骤，我们可以成功地进行激光干涉仪的操作和测量。

一.激光干涉仪概述激光干涉仪，以激光波长为已知长度，利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量工具。

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。

二.激光干涉仪工作原理激光器发射单一频率光束射入线性干涉镜，然后分成两道光束，一道光束（参考光束）射向连接分光镜的反射镜，而第二道透射光束（测量光束）则通过分光镜射入第二个反射镜，这两道光束再反射回到分光镜，重新汇聚之后返回激光器，其中会有一个探测器监控两道光束之间的干涉（见图）。

若光程差没有变化时，探测器会在相长性和相消性干涉的两极之间找到稳定的信号。

若光程差有变化时，探测器会在每一次光程变化时，在相长性和相消性干涉的两极之间找到变化信号，这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。

三.激光干涉仪功能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。

1.静态测量SJ6000激光干涉仪的系统具有模块化结构，可根据具体测量需求选择不同组件。

SJ6000基本线性测量配置：SJ6000全套系统：1.1. 线性测量1.1.1. 线性测量构建要进行线性测量，需使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上，这个组合装置就是“线性干涉镜”。

激光干涉仪检测与调整过程讲解激光干涉仪是一种常用的光学测量工具，可以用于测量非常小的距离和角度变化。

它通常由两个关键组件组成：稳定的激光源和一个高质量的干涉仪。

在本文中，我们将介绍激光干涉仪的工作原理、使用方法和调整过程。

激光干涉仪的工作原理激光干涉仪的设计基于激光干涉原理，该原理是将激光束分为两个光束，分别通过被测物体的两个侧面，然后将两束光重新合成。

当光束互相干涉时，它们会产生间隔的明暗条纹，这些条纹的间隔可以被用于测量小的长度变化。

在实践中，激光干涉仪使用的激光源通常是由半导体光源提供的，这种光源在可见光范围内有非常狭窄的频谱分布。

可以使用反射镜和分束器将光分为两束。

在光路上分别安装一个光栅使得干涉仪可以使用逆反射干涉，提高测量的精度。

使用激光干涉仪进行测量在进行测量时，需将两束光线分别传输给要被测量的物体的两个侧面。

当两束光线重新合并时，它们会形成明暗相间的条纹图案，这是干涉产生的结果。

通过测量条纹的间隔，我们可以轻松地计算出被测物体的位移变化。

激光干涉仪可用于测量非常小的长度、位移和角度变化，其度量精度可以达到亚微米级别。

此外，通过使用高质量的干涉仪，我们可以将其用于高精密表面形貌测量。

调整激光干涉仪如果干涉仪的调试不当，会导致干涉条纹模糊或者严重扭曲的情况，降低干涉仪的度量精度。

因此，在使用激光干涉仪进行测量之前，必须对其进行调整。

以下是调整激光干涉仪的步骤：1.调整激光源：确保激光源光束的宽度和强度足够稳定。

可以将激光传输到墙上的标定留置板来检查光束的准直性和焦点。

2.双色干涉圈合并：在数字式激光干涉仪中，需要将蓝色和红色光线重合在一个干涉圈内。

使用向一侧旋转/切向板识别同步点，其中图案由蓝色和红色光线表示。

提示：每次转动方向8分钟。

3.气象因素：排除湿度、温度固定输出、地面震动等因素的影响。

工作时确保放在一个平稳的场所，切不可震动。

4.探头选择：一般选其低灵敏度的测头。

不完全平整的表面则需要高灵敏度的探头。

测量天体距离的激光干涉仪操作指南激光干涉仪是一种常用的仪器，它能够精确测量物体的距离。

在天文学领域，激光干涉仪也被广泛应用于测量天体之间的距离。

本文将为您提供一份激光干涉仪的操作指南，帮助您在天文学研究中运用激光干涉仪进行精确的距离测量。

1. 准备工作在使用激光干涉仪之前，首先需要做一些准备工作。

确定测量的目标天体，并将激光干涉仪设定为相应的模式。

同时，确保仪器的稳定性，消除任何可能影响测量结果的干扰因素。

2. 设置参考平面激光干涉仪需要一个参考平面来确定测量的基准。

在天文学中，我们通常选择恒星作为参考平面。

通过测量天体与恒星之间的干涉条纹变化，我们可以计算出天体的距离。

3. 进行测量在设置好参考平面后，即可进行距离测量。

激光干涉仪会发出一束激光并照射到目标天体上。

激光从天体上反射回来后，会与参考激光产生干涉，形成一系列的干涉条纹。

4. 记录干涉条纹在测量过程中，需要记录下干涉条纹的变化情况。

可以使用相机或其他光学设备将干涉条纹投影到探测器上。

确保记录到清晰、准确的干涉条纹图像，以便后续的数据分析和处理。

5. 数据处理获得干涉条纹图像后，需要进行数据处理来获取天体的距离。

首先，利用图像处理软件对图像进行处理和增强，以提高数据的可靠性和准确性。

其次，通过分析干涉条纹的相位变化，利用干涉仪的原理计算出天体的距离。

6. 精度评估在进行距离测量后，需要对测量结果进行精度评估。

可以通过与其他独立的测量结果进行对比来验证数据的可靠性。

如果有必要，可以进行多次测量并取平均值，以提高测量的精确性。

总结：激光干涉仪是一种重要的测量工具，可用于测量天体之间的距离。

本文提供了一份激光干涉仪的操作指南，包括准备工作、设置参考平面、测量过程、数据处理和精度评估等步骤。

通过正确操作激光干涉仪，我们可以获取准确的天体距离数据，进一步深入研究天文学领域的问题。

在实际操作中，需要注意仪器的稳定性和准确性，以确保结果的可信度。

激光干涉测量仪器的研制与性能测试随着科技的不断进步，各种测量仪器逐渐得到了广泛的应用。

其中，激光干涉测量仪器因其高精度、高灵敏度等特点，在制造业、科学研究等领域得到了广泛的应用。

本文将主要讲述激光干涉测量仪器的研制与性能测试。

激光干涉测量仪器的研制激光干涉测量仪器是一种基于激光干涉原理的测量仪器，其主要应用于测量物体的长度、形状、位置等参数。

激光干涉测量仪器的研制涉及到光学、电子、计算机等多个领域的知识，需要经过一系列的研究和实验才能够完成。

首先，研制激光干涉测量仪器需要选用合适的激光器。

因为激光器的光束纵模稳定性和输出功率的稳定性对测量精度有较大的影响。

一般来说，采用半导体激光器作为光源是比较合适的选择。

其次，激光干涉测量仪器需要使用合适的干涉装置。

常用的干涉装置有Michelson干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪等。

这些干涉装置的选择需要考虑到测量的需要，比如测量距离、测量精度等因素。

第三，需要合理设计光学系统。

光学系统需要包括激光器、干涉装置、检测器等部分。

对于光路的设计需要考虑到反射和折射等光学现象，以使得光线能够准确地到达检测器上。

最后，计算机控制系统也是激光干涉测量仪器不可或缺的一部分。

计算机控制系统需要能够实时地处理检测器传回的信号，计算并输出测量结果。

激光干涉测量仪器的性能测试为了确保激光干涉测量仪器能够准确地测量出物体的长度、形状、位置等参数，需要对其进行性能测试。

性能测试主要包括以下几个方面：首先，需要测试激光光束的垂直度。

通过激光光束的垂直度测试能够确定光路中光线的走向是否垂直。

这一项测试需要借助显微镜或投影仪等设备进行，测试时需要注意仪器的水平安装和灰度调节。

其次，需要测试激光束的光斑质量。

光斑的质量与测量精度直接相关。

通过测试光斑质量可以确定测量时能否达到预期的精度。

这一项测试需要借助示波器等仪器进行，测试时需要注意保持光斑在一个镜面上移动，观察波形是否平滑。

第三，需要测试干涉仪的工作状态。

第三章、激光干涉测量干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行高精密测量的一门技术。

20世纪60年代激光的出现，才使干涉测量技术得到了长足的发展。

因为激光出现以前，所用以光源单色灯经过滤光片滤光作为单色光源，其相干长度只有几mm ，且干涉条纹比较模糊，只能微小变化的测量。

激光的出现，由于激光束的高亮度和很长的相干长度（He-Ne 激光器，相干长度几十Km ），使得干涉测量的测量精度、可测量长度都有了质的提高。

激光干涉测量的应用范围很广，可用于长度、位移、角度、形状、介质折射率（通过折射率的变化还可以测量压力、温度等）变化。

激光干涉测量的原理就是将入射激光束分成两束，一束为参考光束，一束为测量光束，测量两束光的光程差的信息或n l kl n l n M j j j N i i i ⇒=-=∆∑∑==211λ。

本章主要介绍激光干涉长度测量、激光干涉微小间隙测量以及光纤干涉传感器所构成的温度、压力测量。

首先介绍激光干涉长度测量。

§3.1 激光干涉长度测量一、 激光干涉测长的基本原理干涉测长仪是一种利用“增量法”的测长仪器。

最基本的测长仪光路采用Michelson(迈克尔逊)干涉仪，参考反射镜M 1固定不动，目标反射镜M 2与被测对象固联，当目标反射镜随被测对象移动时，两路光束的光程差发生变化，因为两光束来自于同一相干光源（同一台激光器），两光束产生的干涉条纹也将发生明暗交替的变化（因为两反射镜M 1、M 2不可能完全垂直，故应为等厚干涉）。

假设目标反射镜从M 2移至'2M ，则二光束的光程差变化量为：nL l l n l L l n c m c m 2)(2)(2=---+=∆ （3-1-1） 当用光电探测器接收干涉条纹的明暗变化时，两光束的光程差每变化一个波长（λ），干涉条纹就明暗变化一次，所测得的干涉条纹变化次数λλ/2/nL k =∆=，n 为介质折射率，在空气中，n~1，故2/λk L =。