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激光干涉仪介绍及工作原理
发布时间:2022-05-28浏览次数:13

一、产品介绍

激光干涉仪是激光的应用之一。它使用迈克尔森干涉系统的一般长度来测量已知长度的激光波长。除测量长度外,激光干涉仪还可用于测量线性位置、速度、角度、线性位置、速度、角度、平行度、平行度和垂直度,可用于精密工具机或测量仪器的校正。

二、工作原理。

角锥反射镜紧密固定在分光镜上,形成固定长度的参考光束。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。

激光头发射的激光束(1)频率单一,称为0.63μm,长期波长稳定性(真空中)优于0.05ppm。当光束到达偏振分光镜时,分为两束光-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,在激光头嵌入的探测器中形成干涉光束。

如果不改变两个光程之间的差值,探测器将在相长干涉和相消除干涉之间的某个位置观察到一个稳定的信号。如果两个光程之间的差值发生变化,探测器可以观察到相长干涉和相消除干涉之间的信号变化。这些变化(条纹)用于计算两个光程之间的变化。测量长度等于条纹数乘以激光波长的一半。

需要注意的是,激光波长取决于光束通过的空气的折射率。由于空气折射率会随着温度、压力和相对湿度的变化而变化,因此这些环境参数的变化可能需要通过计算测量值的波长来补偿。在实践中,只有线性位移(定位精度)测量需要补偿技术指标中的测量精度。在这种情况下,两束光的光程差可能会发生很大的变化。

波长补偿

线性定位测量精度取决于已知的激光波长精度。这不仅与激光器的稳定频率精度有关,还与周围的环境参数有关。特别是温度、气压和相对湿度会影响激光束(在空气中)的波长。

无需补偿波长变化,激光线性测量误差可达50ppm。即使在温度受控的房间里,每天都有空气。

压力的变化也会使波长变化超过20ppm。作为参考,以下环境条件的变化会导致大约1ppm的误差:

空气温度1C(1.8°F)。

空气压力3.mbar(0.098inHG)。

50%相对湿度(20°C)。

30%相对湿度(40°C)。

注意:这些值在坏条件下具有影响值,且不完全受其他参数值的影响。这些误差可以通过埃德伦公式来减少。


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