激光干涉儀的工作原理講解
更新時間:2021-08-23 點擊次數(shù):1521
激光干涉儀是在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種基于外差技術(shù)的測量儀器,它克服了單頻激光干涉儀易受環(huán)境影響的弱點,即使光強衰減90%,依然可以得到合適的電信號。由于這一特點,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)測量機等,也可以在普通車間內(nèi)為大型機床的刻度進行標(biāo)定,既可以對幾十米的大量程進行測量,也可以對手表零件等微小運動進行測量,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。
它也是一個交流測試系統(tǒng),當(dāng)激光光束強度受環(huán)境影響發(fā)生變化時,其頻率不會受光強變化影響發(fā)生變化,也不會因電平變化造成干涉信號的頻率改變。因此,干擾能力強,精度高,測量結(jié)果可靠,在精度要求高的芯片光刻機、計量檢測和前沿科研領(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,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,得到頻率為測量頻率f測=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基的光電流同時經(jīng)放大器進入計算機,經(jīng)減法器和計數(shù)器,即可算出差值±Δf,并按下式計算出可動棱鏡M4的移動速度v和移動距離l。即可算出差值±Δf,并按下式計算出可動棱鏡M4的移動速度v和移動距離L。
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