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激光干涉儀的原理是怎樣的?

更新時間:2022-03-09      點擊次數(shù):6659

激光干涉儀是在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種外差式干涉儀。和單頻激光干涉儀一樣,激光干涉儀也是一種以波長作為標準對被測長度進行度量的儀器。


激光干涉儀可以在恒溫,恒濕,防震的計量室內(nèi)檢定量塊,量桿,刻尺和坐標測量機等。它既可以對幾十米的大量程進行精密測量,也可以對手表零件等微小運動進行精密測量,既可以對幾何量如長度、角度.直線度、平行度、平面度、垂直度等進行測量,也可以用于特殊場合,諸如半導(dǎo)體光刻技術(shù)的微定位和計算機存儲器上記錄槽間距的測量等等。


激光干涉儀的原理:

激光干涉儀的原理是建立在塞曼效應(yīng)、牽引效應(yīng)和多普勒效應(yīng)的基礎(chǔ)之上的。在全內(nèi)腔He-Ne激光器上加約0.03T的軸向磁場,由于塞曼效應(yīng)和牽引效應(yīng),發(fā)出一束含有兩個不同頻率的左旋和右旋圓偏振光,它們的頻率差大約是1.5MHz左右。這束光經(jīng)1/4波片之后成為兩個互相垂直的線偏振光,再經(jīng)平行光管準直和擴束。從平行光管出來的這束光經(jīng)過析光鏡反射出一小部分作為參考光束通過45°放置的檢偏器。并由馬呂斯定律可知,兩個垂直方向的線偏振光在45°方向上投影,形成新的線偏振光并產(chǎn)生拍頻。這個拍頻頻率恰好等于激光器所發(fā)出的兩個光頻的差值即(f1-f2),約為1.5MHz。經(jīng)光電元件接受進入前置放大器和計算機。


另一部分透過析光鏡沿院方向射向偏振分光棱鏡。互相垂直的線偏振光f1和f2被分開。f2射向參考立體直角錐棱鏡后返回,f1透過偏振分光棱鏡到立體直角錐棱鏡——測量棱鏡,這時如果它以速度v運動,那么f1的返回光便有了變化成為(f1±Δf)。這束光返回后重新通過偏振分光棱鏡并與f2的返回光會合,然后到45°放置的檢偏器上產(chǎn)生拍頻被光電元件接收,進入前置放大器和計算機。計算機對兩路信號進行比較,計算它們之間的差值±Δf(即多普勒頻差)。進而可以根據(jù)立體直角棱鏡移動度數(shù)和時間求得被測長度。


激光干涉儀中,起到了調(diào)頻的作用,被測信號只是疊加在這一調(diào)頻副載波上,這副載波與被測信號一起均被接收并轉(zhuǎn)換成電信號。


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