光电测试技术-第5章 激光干涉测试技术(4/6)共30页
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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。