激光干涉儀,以激光波長為已知長度,利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)測量位移的通用長度測量。
單頻與雙頻激光干涉儀
單頻的激光器它的個根本弱點就是受環(huán)境影響嚴(yán)重,在測試環(huán)境惡劣,測量距離較長時,這缺點十分突出。其原因在于它是種直測量系統(tǒng),然具有直光平和電平零漂的弊端。激光干涉儀可動反光鏡移動時,光電接收器會輸出信號,如果信號過了計數(shù)器的觸發(fā)電平則就會被記錄下來,而如果激光束強(qiáng)度發(fā)生變化,就有可能使光電信號低于計數(shù)器的觸發(fā)電平而使計數(shù)器停止計數(shù),使激光器強(qiáng)度或干涉信號強(qiáng)度變化的主要原因是空氣湍,機(jī)床油霧,切削屑對光束的影響,結(jié)果光束發(fā)生偏移或波面扭曲。這種無規(guī)則的變化較難通過觸發(fā)電平的自動調(diào)整來補(bǔ)償,因而限制了單頻干涉儀的應(yīng)用范圍,只有設(shè)法用交測量系統(tǒng)代替直測量系統(tǒng)才能從根本上克服單頻激光干涉儀的這弱點。
而雙頻激光干涉儀正好克服了這弱點,它是在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)展的種外差式干涉儀。和單頻激光干涉儀樣,雙頻激光干涉儀也是種以波長作為標(biāo)準(zhǔn)對被測長度行度量的儀器,所不同者,方面是當(dāng)可動棱鏡不動時,前者的干涉信號是介于亮和暗之間的某個直光平,而后者的干涉信號是個頻率約為1.5MHz的交信號;另方面,當(dāng)可動棱鏡移動時,前者的干涉信號是在亮和暗之間緩慢變化的信號,而后者的干涉信號是使原有的交信號頻率增加或減少了△f,結(jié)果依然是個交信號。因而對于雙頻激光干涉儀來說,可用放大倍數(shù)較大的交放大器對干涉信號行放大,這樣,即使光強(qiáng)衰減90%,依然可以得到合適的電信號。由于這點,雙頻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(biāo)測量機(jī)等,也可以在普通車間內(nèi)為大型機(jī)床的刻度行標(biāo)定,既可以對幾十米的大量程行測量,也可以對手表零件等微小運動行測量,既可以對幾何量如長度、角度.直線度、平行度、平面度、垂直度等行測量,也可以用于殊場合,諸如半導(dǎo)體光刻的微定位和計算機(jī)存儲器上記錄槽間距的測量等等。
總之,雙頻激光干涉儀的性主要有以下幾點:
1. 度 雙頻激光干涉儀以波長作為標(biāo)準(zhǔn)對被測長度行度量的儀器。即使不做細(xì)分也可達(dá)到μm 量,細(xì)分后更可達(dá)到n m量。(安捷倫5530激光干涉儀線性度能達(dá)到0.4PPM)
2. 應(yīng)用范圍廣 雙頻激光干涉儀除了可用于長度的測量外,測量角度、直線度、平面度、振動距離及速度等等,還可以分光行多路測量。
3. 環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng) 即使光強(qiáng)衰減 90%,仍然可以得到有效的干涉信號。由于這點,雙頻激光干涉儀既可在恒溫、恒濕、防震的計量室內(nèi)檢定量塊、量桿、刻尺、微分校準(zhǔn)器和坐標(biāo)測量機(jī),也可以在普通的車間內(nèi)為大型的機(jī)床的刻度行標(biāo)定。