双频激光干涉仪测量1 - 光网络传输.docxVIP

，后来的任何调节都不得变动双面反射镜。因此，准直基线就平行于一个待测方向。这时用直角标准块和反射棱镜、阿贝误差。阿贝误差原理是长度计量和长度计量仪器设计中最经典的测量原理。被测轴线和测量轴线应在同一直长度测量标准。激光干涉仪的精度视激光波长而定，其精度较好于0.5PPM（百万分子

，后来的任何调节都不得变动双面反射镜。因此，准直基线就平行于一个待测方向。这时用直角标准块和反射棱镜

、阿贝误差。阿贝误差原理是长度计量和长度计量仪器设计中最经典的测量原理。被测轴线和测量轴线应在同一直

长度测量标准。激光干涉仪的精度视激光波长而定，其精度较好于0.5PPM（百万分子0.5）。激光干涉仪

化是整个波长。测得的位移是l=λ/2×N，经计算机处理，所测得的位移值可在计算机显示器上读出。位移量

典型的激光干涉仪由激光器L、偏振分光镜PBS、测量反射镜M、参考反射镜R、光电检测器D、检偏器P和三个λ/4波片Q1、Q2和Q3组成。激光为线偏振光，经偏振分光镜分为E1和E2两线偏振光。当两干涉臂中λ/4波片快轴(或慢轴)与X轴夹角相等且为45度时，两束光通过λ/4波片后均成为圆偏振光，反射后再次通过λ/4波片，又转换为线偏振光，但其振动方向相对原振动方向旋转了90度，且由于两干涉臂光程产生了相位差φ，根据公式：

φ=2θ=φ=4πL/λ

式中：λ为激光波长，干涉光路的作用是把位移L转变为合成光振动方向的旋转角θ，进而转换成光电信号的相位φ，信号处理器的作用就是测量出φ，从而计算出位移L。

的信号是(f1+△f)-f2。在可逆计数器中与参考信号

的信号是(f1+△f)-f2。在可逆计数器中与参考信号(f1-f2)相减，棱镜每移动半个波长，光程变

合并，并在检偏振镜上混频。当移动锥体棱镜时，由于多普勒效应，f1变成f1+△f，因而光电元件8所得到

以下优点：稳定性好，抗干扰能力强，可在较快的位移速度下测量较大的距离，使用范围广，使用方便，测量精度

意图8．每隔一个步距移动一次机床，按下〖RECORD〗键，重复该步五次。在测量数控机床的位置精度时，

垂直度的测量工具在一台机器

垂直度的测量工具在一台机器

施工实例：多轴系统

振镜8.9.11.光电管13.光电调制器仪的光源。当两个线偏振光经过参考分光镜

振镜8.9.11.光电管13.光电调制器仪的光源。当两个线偏振光经过参考分光镜3时(见图11-2)，

关系的误差。它是由于当围绕激光束的大气压力发生变化（引起激光波长变化）时以及当固定有激光干涉仪和目标

进入激光器计数。四面体和沃拉斯顿棱镜在跟随另外一个运动方向运动的过程中所显示的直线度误差就是垂直度误

图数控机床工作移动的尺寸填入下表：负向移动m00306090120150（mm）根据五个测量点的误差

：许多机械系统，如机床、测量机等都采用直角坐标系统。在理想情况下X、Y、Z

：许多机械系统，如机床、测量机等都采用直角坐标系统。在理想情况下X、Y、Z三个坐标轴相互垂直。如果他

表：负向移动0306090120150（mm）根据五个测量点的误差，计算平均误差，输入到数控机床参数

关系的误差。它是由于当围绕激光束的大气压力发生变化（引起激光波长变化）时以及当固定有激光干涉仪和目标

合并，并在检偏振镜上混频。当移动锥体棱镜时，由于多普勒效应，f1变成f1+△f，因而光电元件8所得到

双频激光干涉仪其双频激光测量

系统由氦氖双频遥置激光干涉仪和电

子实时分解系统所组成。它具有以下

优点：稳定性好，抗干扰能力强，可

在较快的位移速度下测量较大的距

离，使用范围广，使用方便，测量精

度高。

基本原理：如图11-2所示，激光

双频干涉仪的氦氖激光管，在外加直

流轴向磁场的作用下，产生塞曼效应，

将激光分成频率为f1和f2，旋向相反

的两圆偏振

光，经λ/4波

片变为线偏振

光。调整λ/4

玻片的旋转角

度，使fl和f2

的振动平面相

互垂直，以

互垂直，

以作激光干涉

图11-2双频激光干涉仪的工作原理图

1.激光管2.λ/4波片3.参考分光镜4.偏振分光棱境5.基准锥体棱镜6.移动测量棱体

7.10.12.检偏振镜8.9.11.光电管13.光电调制器

仪的光源。当两个线偏振光经过参考分光镜3时(见图11-2)，大部分则由偏振分光棱境4分成两束。偏振面垂直入射面的f2全反射到与分光镜固定在一起的基准锥体棱镜上；偏振面在入射面内的fl则全部通过而射到移动测量棱体6上。由这两个锥体棱镜反射回来的光束在偏振分光镜上合并，并在检偏振镜上混频。当移动锥体棱镜时，由于多普勒效应，