正分光镜到固定在被测
1
2
2
量物体上的可动反射镜，当可动反射镜随被测量物体移动时，f产生光的多普勒效应，返2
f回的频率变为
f
2
，f
为多普勒频移量，它包含了可动反射镜的位移信息。返回的
f
、
1
ff光在偏振分光镜处再度汇合，经反射镜后由右侧的光电探测器接收并经前置放大2
整形电路处理，作为系统的测量信号。
下面是对两处光电探测器处光强情况的讨论：
设左侧光电探测器处两束光f、f的波动方程分别为：
1
2
EEfcos2t
1
R1
1
合成振幅为：
EEfcos2t
2
R2
2
E
EEEcos2
1
2
R1
f
Etcos2
1
R2
f
t
2
光强函数为：
IRE2
（1）（2）（3）（4）
f由于光电探测器的频响限制，实际接收光强为：
I
R

12
E
R12
E
2R2
EE
cos2
R1R2
fft
2
1
同理，可以计算右侧光电探测器处接收光强为：
I
M

12
E
m12
E
2m2
EE
cos2
m1m2
ffft
2
1
（5）（6）
EE由式（5）和式（6）可见，左侧光电探测器接收信号为一直流分量12
2R1
2R2
EEff与一交流信号
cos2t的叠加，这一信号经由交流放大器和过零触发
R1R2
2
1
ff器组成的前置放大整形电路处理后，输出一组频率为的连续脉冲；同样右侧光电
2
1
ff探测器接收信号经放大整形后，输出一组频率为f的连续脉冲。经过减法器
2
1
实现两组脉冲相减得到f的值（包含了被测量的位移信息），即
f


f

2
f
1
f


ff
2
1
又由多普勒效应
f2VfC
式中V为测量反射镜的移动速度，C为光速，f为光频。设测量长度为L，则有
（7）（8）
t
t
LVdt
fcdt
t
fdt
0
02f
20
（9）
频率的时间积分为周期数N，所以上式可以化为
LN2
此式即为双频激光干涉仪的原理公式。
（10）
ff由式（6）可见，双频激光干涉仪的测量信息是叠加在一个固定频差上的，
2
1
属于交流信号，具有很大的增益和高信噪比，完全克服了单频激光干涉仪因光强变动造成直流电平漂移，使系统无法正常工作的弊端。测量时即使光强衰弱90，双频激光干涉仪仍能够正常工作。由于其具有很强的抗干扰能力，因而特别适合现场条件下适用。
25单、双频激光干涉仪比较及分析：单频的激光器它的一个根本弱点就是受环境影响严重，在测试环境恶劣，测量距离较长时，这一缺点十分突出。其原因在于它是一种直流测量系统，必然具有直流光平和电平零漂的弊端。激光干涉仪可动反光镜移动时，光电接收器会输出信号，如果信号超过了计数器的触发电平则就会被记录下来，而如果激光束强度发生变化，就有可能使光电信号低于计数器的r