尔逊干涉仪原理图
下面我们主要介绍干涉测量原理的实际应用双频激光干涉仪,并简单介绍其工作原理以及其测量中具有的优势。
2、干涉测量原理的实际应用双频激光干涉仪
21干涉仪:实现干涉测量的仪器叫干涉仪。激光干涉仪是一种所谓“增量法”测长的仪器,它是把目标反射镜与被测对象固联,参考反射镜固定不动,当目标反射镜随被测对象移动时,两路光束的光程差即发生变化,干涉条纹也将发生明暗交替变化。若用光电探测器接收,当被测对象移动一定距离时,条纹亮暗交替变化一次.光电探测器输出信号将变化一个周期,记录下信号变化的周期数,便确定了被测长度。
22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(其原理图类似迈克尔逊干涉仪原理图)。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,再由相应的公式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。
23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。和单频激光干涉仪一样,双频激光干涉仪也是一种以波长作为标准对被测长度进行度量的仪器。它可用于精密机床、大规模集成电路加工设备等的在线在位测量、误差修正和控制。双频激光干涉仪采用外差干涉测量原理克服了普通单频干涉仪测量信号直流漂移的问题具有信号噪声小、抗环境干扰、允许光源多通道复用等诸多优点使得干涉测长技术能真正用于实际生产。目前干涉仪产品大多为双频激光干涉仪。
24双频激光干涉仪原理:图三为双频激光干涉仪的工作原理图。单模氦氖激光器置于纵向磁场中,由于塞曼效应使输出激光分裂为具有一定频差(约12MHz),旋转方向相反的左右圆偏振光。双频激光干涉仪就是以这两个具有不同频率的圆偏
f振光作为光源的。左右圆偏振光通过14破片后成为互相垂直的线偏振光f、f
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(其中f垂直于纸面,f平行于纸面)。
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图三双频激光干涉仪的工作原理
分光镜使f、f的部分光反射,另一部分光透射。反射光经偏振片1后由左侧的
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光电探测器接收并经前置放大整形电路处理,作为后续电路处理的基准信号。透射光经过偏
振分光镜后使f、f分离,偏振方向平行于纸面的f光透过偏r