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激光干涉儀的原理與應(yīng)用
來源： 閱讀：347 發(fā)布時(shí)間：2023-02-02 10:03:12
激光干涉儀的原理與應(yīng)用

什么是干涉？

干涉(interference)為兩波重疊時(shí)組成新合成波的現(xiàn)象。波的重疊原理 兩波在同一介質(zhì)中傳播，相向行進(jìn)而重疊時(shí)，重疊范圍內(nèi)介質(zhì) 的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)受到兩個(gè)波的作用。若波的振幅不大，此時(shí)重疊范圍內(nèi)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) 位移等于各別波動(dòng)所造成位移的矢量和，稱為波的重疊原理。
什么是激光干涉儀？
激光干涉儀(laser interferometer) 以激光波長(zhǎng)為已知長(zhǎng)度利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)測(cè)量位移的通用長(zhǎng)度測(cè)量.工具激光 干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。激光具有高強(qiáng)度、高度方向性、空間同調(diào)性、窄帶寬和高度單色性等優(yōu)點(diǎn)。
目前 常用來測(cè)量長(zhǎng)度的干涉儀，主要是以邁克爾遜干涉儀為主，并以穩(wěn)頻氦氖激光為光源， 構(gòu)成一個(gè)具有干涉作用的測(cè)量系統(tǒng)。激光干涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來作線 性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等測(cè)量工作，并可作為精密工具機(jī)或測(cè)量?jī)x器的校正工作。
激光干涉儀的應(yīng)用
（1）幾何精度檢測(cè) 可用于檢測(cè)直線度、垂直度、俯仰與偏擺、平面度、平行度等。
（2）位置精度的檢測(cè)及其自動(dòng)補(bǔ)償 可檢測(cè)數(shù)控機(jī)床定位精度、重復(fù)定位精度、微量位移精度等。利用雷尼紹ML10激光干涉儀不僅能自動(dòng)測(cè)量機(jī)器的誤差，而且還能通過RS232接口自動(dòng)對(duì)其線性誤差進(jìn)行補(bǔ)償，比通常的補(bǔ)償方法節(jié)省了大量時(shí)間，并且避免了手工計(jì)算和手動(dòng)數(shù)控鍵入而引起的操作者誤差，同時(shí)可盡大限度地選用被測(cè)軸上的補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)，使機(jī)床達(dá)到較佳精度，另外操作者無需具有機(jī)床參數(shù)及補(bǔ)償方法的知識(shí)。
（3）數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)分度精度的檢測(cè)及其自動(dòng)補(bǔ)償，利用ML10激光干涉儀加上RX10轉(zhuǎn)臺(tái)基準(zhǔn)還能進(jìn)行回轉(zhuǎn)軸的自動(dòng)測(cè)量。它可對(duì)任意角度位置，以任意角度間隔進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量，其精度達(dá)±1。新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已推薦使用該項(xiàng)新技術(shù)。它比傳統(tǒng)用自準(zhǔn)直儀和多面體的方法不僅節(jié)約了大量的測(cè)量時(shí)間，而且還得到完整的回轉(zhuǎn)軸精度曲線，知曉其精度的每一細(xì)節(jié)，并給出按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)處理的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
（4）雙軸定位精度的檢測(cè)及其自動(dòng)補(bǔ)償雷尼紹雙激光干涉儀系統(tǒng)可同步測(cè)量大型龍門移動(dòng)式數(shù)控機(jī)床，由雙伺服驅(qū)動(dòng)某一軸向運(yùn)動(dòng)的定位精度，而且還能通過RS232接口，自動(dòng)對(duì)兩軸線性誤差分別進(jìn)行補(bǔ)償。
（5）數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)利用RENISHAW動(dòng)態(tài)特性測(cè)量與評(píng)估軟件，可用激光干涉儀進(jìn)行機(jī)床振動(dòng)測(cè)試與分析（FFT），滾珠絲杠的動(dòng)態(tài)特性分析，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析，導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)特性（低速爬行）分析等。
激光干涉儀的檢測(cè)原理 
激光頭射出激光（附有參考光束和分光鏡光束的兩個(gè)偏振光）先經(jīng)過附有可移動(dòng)反射鏡的線性干涉鏡 B，附有可移動(dòng)反射鏡的線性干涉鏡就會(huì)將激光分為兩路光束，一路經(jīng)偏振片 1（在干涉鏡內(nèi)）后成為含有頻率為 F1-F2 的參考光束。另一路經(jīng)偏振分光鏡（在干涉鏡內(nèi)）后又分為兩路：一路成為僅含有 F1 的光束射向附在線性干涉鏡上的可移動(dòng)反射鏡，另一路成為僅含有 F2 的光束激光經(jīng)過。
干涉鏡射向反射鏡，反射鏡的移動(dòng)便會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，這時(shí)激光會(huì)產(chǎn)生 ΔF 的附 加波頻，含有 F2 的光束經(jīng)可動(dòng)反射鏡反射后成為含有 F2 ±ΔF 的光束，正負(fù)號(hào)表示 移動(dòng)方向，這路光束和由固定反射鏡 E 反射回來僅含有 F1 的光的光束經(jīng)偏振片 2 后會(huì)合成為 F1-(F2±ΔF）的測(cè)量光束，測(cè)量光束和上述參考光束經(jīng)各自的光電轉(zhuǎn)換 元件、放大器、整形器后進(jìn)入減法器相減，輸出成為僅含有±ΔF 的電脈沖信號(hào)。經(jīng) 可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后，由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行當(dāng)量換算（乘 1/2 激光波長(zhǎng)）后即可得出可 動(dòng)反射鏡的位移量，以上光路關(guān)系提示如圖

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