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)：1965
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(diǎn)，即使光強(qiáng)衰減90%，依然可以得到合適的電信號。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)測量機(jī)等，也可以在普通車間內(nèi)為大型機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定，既可以對幾十米的大量程進(jìn)行測量，也可以對手表零件等微小運(yùn)動進(jìn)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(jìn)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(jì)算機(jī)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(qiáng)度受環(huán)境影響發(fā)生變化時(shí)，其頻率不會受光強(qiáng)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(qiáng)，精度高，測量結(jié)果可靠，在精度要求高的芯片光刻機(jī)、計(jì)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(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(jì)算出可動棱鏡M4的移動速度v和移動距離L。
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