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深入了解下国产激光干涉仪的技术原理

发布时间:2021-05-18 点击量:43
  国产激光干涉仪具有测量精度高、测量速度快、较高测速下分辨率高、测量范围大等优点。通过与不同的光学组件结合,可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。在相关软件的配合下,还可以对数控机床进行动态性能检测,可以进行机床振动测试与分析,滚珠丝杆的动态特性分析,驱动系统的响应特性分析,导轨的动态特性分析等,具有较高的精度和效率,为机床误差修正提供依据。
 
  国产激光干涉仪的原理:
 
  一个角锥反射镜紧紧固定在分光镜上,形成固定长度参考光束。另一个角锥反射镜相对于分光镜移动,形成变化长度测量光束。
 
  从激光头射出的激光光束(1)具有单一频率,标称波长为0.633m,长期波长稳定性(真空中)优于0.05ppm。当此光束到达偏振分光镜时,被分成两束光—反射光束(2)和透射光束(3)。这两束光被传送到各自的角锥反射镜中,然后反射回分光镜中,在嵌于激光头中的探测器中形成干涉光束。
 
  如果两光程差不变化,探测器将在相长干涉和相消干涉的两端之间的某个位置观察到一个稳定的信号。如果两光程差发生变化,每次光路变化时探测器都能观察到相长干涉和相消干涉两端之间的信号变化。这些变化(条纹)被数出来,用于计算两光程差的变化。测量的长度等于条纹数乘以激光波长的一半。应当注意到,激光波长将取决于光束经过的空气的折射率。由于空气折射率会随着气温、压力和相对湿度的变化而变化,用于计算测量值的波长值可能需要对这些环境参数的变化进行补偿。在实践中,对于技术指标中的测量精度,只有线性位移(定位精度)测量需要进行此类补偿,在这种情况下两束光的光程差变化可能非常大。