激光干涉测长系统VIP免费

1 激光干涉测长 B 08340218 吴国斌 08 测控（2）班 干涉测量技术是以光的干涉现象为基础进行测量的一门技术。在激光出现以后，加之电子技术和计算机技术的发展，隔振与减振条件的改善，干涉技术得到了长足进展。干涉测量技术大多数是非接触测量，具有很高的测量灵敏度和精度，而且应用范围十分广泛。常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、马赫—曾德干涉仪、菲索干涉仪、泰曼—格林干涉仪等；70年代以后，具有良好抗环境干扰能力的外差干涉仪，如双频激光干涉仪、光纤干涉仪也很快的发展了起来。激光干涉仪越来越实用，其性能越来越稳定，结构也越来越紧凑。 干涉测长的基本原理 激光干涉测长的基本光路是一个迈克尔逊干涉仪（如图 1示）,用干涉条纹来反映被测量的信息。干涉条纹是接收面上两路光程差相同的点连成的轨迹。激光器发出的激光束到达半透半反射镜 P后被分成两束，当两束光的光程相差激光半波长的偶数倍时，它们相互加强形成亮条纹；当两束光的光程相差半波长的奇数倍时，它们相互抵消形成暗条纹。两束光的光程差可以表示为 jMJjNiiilnln11 (1) 式中ji nn ,分别为干涉仪两支光路的介质折射率；ji ll ,分别为干涉仪两支光路的几何路程。将被测物与其中一支光路联系起来，使反光镜 M2沿光束 2方向移动，每移动半波长的长度，光束 2的光程就改变了一个波长，于是干涉条纹就产生一个周期的明、暗变化。通过对干涉条 2 纹变化的测量就可以得到被测长度。 被测长度L 与干涉条纹变化的次数N 和干涉仪所用光源波长 之间的关系是 2NL  （2） 式（2）是激光干涉测长的基本测量方程。 从测量方程出发可以对激光干涉测长系统进行基本误差分析 NLNNLL即 （3） 式中和N，L分别为被测长度、干涉条纹变化计数和波长的相对误差。这说明被测长度的相对误差由两部分组成，一部分是干涉条纹计数的相对误差，另一部分是波长也就是频率的相对误差。前者是干涉测长系统的设计问题，后者除了激光稳频技术有关之外还与环境控制，即对温度、湿度、气压等的控制有关。因此激光干涉测长系统测量误差必须根据具体情况进行具体分析。 激光干涉测长系统的组成 除了迈克尔逊干涉仪以外，激光干涉测长系统还包括激光光源，可移动平台，光电显微镜，光电计数器和显示记录装置。激光光源一般是采用单模的He-Ne气体激光器，输出的是波长为632.8纳米的红光。因为氦氖激光器输出激光的...