激光干涉儀的工作原理講解
更新時(shí)間：2021-08-23 點(diǎn)擊次數(shù)：1764
激光干涉儀是在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種基于外差技術(shù)的測(cè)量?jī)x器，它克服了單頻激光干涉儀易受環(huán)境影響的弱點(diǎn)，即使光強(qiáng)衰減90%，依然可以得到合適的電信號(hào)。由于這一特點(diǎn)，可以在恒溫，恒濕，防震的計(jì)量室內(nèi)檢定量塊，量桿，刻尺和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等，也可以在普通車(chē)間內(nèi)為大型機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定，既可以對(duì)幾十米的大量程進(jìn)行測(cè)量，也可以對(duì)手表零件等微小運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，既可以對(duì)幾何量如長(zhǎng)度、角度．直線度、平行度、平面度、垂直度等進(jìn)行測(cè)量，也可以用于特殊場(chǎng)合，諸如半導(dǎo)體光刻技術(shù)的微定位和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器上記錄槽間距的測(cè)量等等。
它也是一個(gè)交流測(cè)試系統(tǒng)，當(dāng)激光光束強(qiáng)度受環(huán)境影響發(fā)生變化時(shí)，其頻率不會(huì)受光強(qiáng)變化影響發(fā)生變化，也不會(huì)因電平變化造成干涉信號(hào)的頻率改變。因此，干擾能力強(qiáng)，精度高，測(cè)量結(jié)果可靠，在精度要求高的芯片光刻機(jī)、計(jì)量檢測(cè)和前沿科研領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
激光干涉儀的基本原理與單頻激光干涉儀不同。激光器放在軸向磁場(chǎng)內(nèi)，發(fā)出的激光為方向相反的右旋圓偏振光和左旋圓偏振光，其振幅相同，但頻率不同，分別表示為f1和f2。經(jīng)分光鏡M1，一部分反射光經(jīng)檢偏器射入光電元件D1作為基準(zhǔn)頻率f基 (f基＝f1－f2)。另一部分通過(guò)分光鏡M1的折射光到達(dá)分光鏡M2的a處。頻率為f２的光束*反射，經(jīng)濾光器變?yōu)榫€偏振光f２，投射到固定棱鏡M３并反射到分光鏡M2的b處。頻率為f1的光束折射經(jīng)濾光器變?yōu)榫€偏振光f1，投射到可動(dòng)棱鏡M4后也反射到分光鏡M2的b處，兩者產(chǎn)生相干光束。若M4移動(dòng)，則反射光的頻率發(fā)生變化而產(chǎn)生“多卜勒效應(yīng)，其頻差為多卜勒頻差Δf。
頻率為f’＝f1±Δf的反射光與頻率為f２的反射光在b處匯合后，經(jīng)檢偏器射入光電元件D２，得到頻率為測(cè)量頻率f測(cè)＝f２－(f1±Δf)的光電流，這路光電流與經(jīng)光電元件D１后得到頻率為f基的光電流同時(shí)經(jīng)放大器進(jìn)入計(jì)算機(jī)，經(jīng)減法器和計(jì)數(shù)器，即可算出差值±Δf，并按下式計(jì)算出可動(dòng)棱鏡M4的移動(dòng)速度v和移動(dòng)距離l。即可算出差值±Δf，并按下式計(jì)算出可動(dòng)棱鏡M4的移動(dòng)速度v和移動(dòng)距離L。
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