1 激光干涉测量技术的发展及现状调研报告 一、激光干涉基本原理 激光输出可被视为正弦光波 波长 从激光头射出的光波有三个关键特性： • 波长精 确 已 知 ， 能 够 实 现精 确 测量 • 波长很 短 ， 能 够 实 现精 密 测量或 高 分 辨 率 测量 • 所 有光波均 为同 相 ， 能 够 实 现干涉条 纹 干涉测量是 基于 光波叠 加 原理， 在 干涉场 中 产 生 亮 暗 交 替 的干涉条 纹 ， 通 过 分 析 处理干涉条 纹 来 获 取 被测量的有关信 息 。 当 两 束 光满 足 频 率 相 同 、振 动 方 向 相 同 以 及初相 位 差 恒 定 的条 件 时 ， 两 支 光会 发生 干涉现象 。 在 干涉场 中 任 一点 的合 成 光强 为： 2co s II2III2121 式 中 ， ∆为两 束 光到 达 某 点 的光程 差 ；1I 、2I 分 别 为两 束 光的光强 ； λ 为光波长。 干涉条 纹 是 光程 差 相 同 点 的轨 迹 ， 以 下 两 式 分 别 为亮 纹 和 暗 纹 方 程 ∆ =m λ ∆=(m +1/2)λ 式 中 ， m 为干涉条 纹 的干涉级 干涉仪 中 两 支 光路 的光程 差 ∆可表 示 为 ∆=jjjiilnlni 式 中 ，in 、jn 分 别 为干涉仪 两 支 光路 的介 质 折 射率 ；il 、 jl 分 别 为干涉仪 两 支 光路 的几何 路 程 。 2 当把被测量引入干涉仪的一支光路中，干涉仪的光程差则发生变化，干涉条纹也随之变化。通过测量干涉条纹的变化量，可以获得与介质折射率n 和几何路程l 有关的各种物理量和几何量。 二、发展历史、现状及趋势 早在十九世纪八十年代，人们第一次证实了光干涉原理可以作为测量工具使用。尽管该技术多年来不断发展，但是使用极小、稳定、准确定义的光波长作为测量单位的基本原理仍然没有改变。 干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术。2 0 世纪 6 0 年代以来，由于激光的出现、隔振条件的改善及电子与计算机技术的成熟，使干涉测量技术得到长足发展。 干涉测量技术大都是非接触测量，具有很高的测量灵敏度和精度。干涉测量应用范围十分广泛，可用于位移、长度、角度、面形、介质折射率的变化及振动等方面的测量。在测量技术中，常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、马赫-泽德干涉仪、菲索干涉仪、泰曼-格林干...
