激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。

激光干涉儀單頻激光干涉儀

從激光器發(fā)出的光束,經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后由分光鏡分為兩路,并分別從固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)會(huì)合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),干涉條紋的光強(qiáng)變化由接受器中的光電轉(zhuǎn)換元件和電子線(xiàn)路等轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào),經(jīng)整形、放大后輸入可逆計(jì)數(shù)器計(jì)算出總脈沖數(shù),再由電子計(jì)算機(jī)按計(jì)算式[356-11]式中λ為 激光波長(zhǎng)(N 為電脈沖總數(shù)),算出可動(dòng)反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時(shí),要求周?chē)髿馓幱诜€(wěn)定狀態(tài),各種空氣湍流都會(huì)引起直流電平變化而影響測(cè)量結(jié)果。

激光干涉儀雙頻激光干涉儀

在氦氖激光器上,加上一個(gè)約0.03特斯拉的軸向磁場(chǎng)。由于塞曼分裂效應(yīng)和頻率牽引效應(yīng), 激光器產(chǎn)生1和2兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經(jīng)1/4波片后成為兩個(gè)互相垂直的線(xiàn)偏振光,再經(jīng)分光鏡分為兩路。一路經(jīng)偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經(jīng)偏振分光鏡后又分為兩路:一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),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,Δf是可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的附加頻率,正負(fù)號(hào)表示移動(dòng)方向(多普勒效應(yīng)是奧地利人C.J.多普勒提出的,即波的頻率在波源或接受器運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來(lái)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。雙頻激光干涉儀是應(yīng)用頻率變化來(lái)測(cè)量位移的,這種位移信息載于f1和f2的頻差上,對(duì)由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感,所以抗干擾能力強(qiáng)。它常用于檢定測(cè)長(zhǎng)機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、光刻機(jī)和加工中心等的坐標(biāo)精度,也可用作測(cè)長(zhǎng)機(jī)、高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等的測(cè)量系統(tǒng)。利用相應(yīng)附件,還可進(jìn)行高精度直線(xiàn)度測(cè)量、平面度測(cè)量和小角度測(cè)量。

激光干涉儀造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢(xún)價(jià)
材料名稱(chēng) 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
(除稅)
工程建議價(jià)
(除稅)
行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
激光噴泉 品種:激光噴泉;規(guī)格型號(hào):12KW; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

錦泉

13% 河北錦泉園林景觀工程股份有限公司
激光噴泉 24V,9W 查看價(jià)格 查看價(jià)格

個(gè) 13% 深圳凡尊照明電器有限公司
激光投影機(jī) 700W 查看價(jià)格 查看價(jià)格

梵朗

13% 深圳市梵朗照明科技有限公司江門(mén)辦事處
微型傳感頭型分光干涉激光位移計(jì) SI-F80U3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

基恩士

個(gè) 13% 湖南銳森工業(yè)科技有限公司
激光燈FPN 標(biāo)準(zhǔn)Art-net協(xié)議,多通道擴(kuò)展、8端口DMX512輸出,可外接MA控臺(tái),19寸機(jī)架式安裝; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

佛山銀河照明

臺(tái) 13% 佛山市銀河蘭晶科技股份有限公司
激光燈RPU 1×WAN口;4×LAN口;嵌入式Linux操作系統(tǒng);輸出標(biāo)準(zhǔn)Art-net協(xié)議;可帶載240域;專(zhuān)業(yè)舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

大峽谷

臺(tái) 13% 大峽谷照明系統(tǒng)(蘇州)股份有限公司
激光燈RPU 1×WAN口,4×LAN口,嵌入式Linux操作系統(tǒng),輸出標(biāo)準(zhǔn)Art-net協(xié)議,可帶載240域,專(zhuān)業(yè)舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

江蘇明朗

臺(tái) 13% 江蘇明朗照明科技有限公司
激光燈FPN 標(biāo)準(zhǔn)Art-net協(xié)議,多通道擴(kuò)展、8端口DMX512輸出,可外接MA控臺(tái),19寸機(jī)架式安裝; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

江蘇明朗

臺(tái) 13% 江蘇明朗照明科技有限公司
材料名稱(chēng) 規(guī)格/型號(hào) 除稅
信息價(jià)
含稅
信息價(jià)
行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

韶關(guān)市2008年7月信息價(jià)
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

韶關(guān)市2008年3月信息價(jià)
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

韶關(guān)市2007年10月信息價(jià)
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

韶關(guān)市2007年10月信息價(jià)
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

韶關(guān)市2007年4月信息價(jià)
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

韶關(guān)市2007年3月信息價(jià)
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

韶關(guān)市2006年12月信息價(jià)
激光儀具費(fèi) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

汕頭市2006年5月信息價(jià)
材料名稱(chēng) 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
(元)
供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
激光對(duì)中 測(cè)量軸徑≥400mm、彩色工業(yè)級(jí)顯示屏、無(wú)線(xiàn)連接激光測(cè)量單元|1臺(tái) 1 查看價(jià)格 上海旺高機(jī)電設(shè)備有限公司 全國(guó)   2018-05-30
激光粒度分析 WJL-622干濕兩用激光粒度分析|1臺(tái) 1 查看價(jià)格 上海析域儀器設(shè)備有限公司 廣東  深圳市 2017-06-21
激光測(cè)距儀 型號(hào) DLE-50 規(guī)格 50 名稱(chēng) 激光測(cè)距儀適用范圍 建筑、裝修|1件 4 查看價(jià)格 云南合陟通進(jìn)出口貿(mào)易有限公司 云南  昆明市 2015-06-17
激光測(cè)距儀 優(yōu)利德LM40手持激光測(cè)距儀1.量程:40m;2.測(cè)量精度:±2mm|5個(gè) 1 查看價(jià)格 深圳市昊儀儀器儀表有限公司 全國(guó)   2019-06-03
激光對(duì)中 型號(hào):TKSA51傳感器和通信:20 mm(0.8 in.) PSD,紅色線(xiàn)激光,2類(lèi);電子傾角±0,1°;藍(lán)牙4.0 LE系統(tǒng)測(cè)量距離:0.07至5m (0.23至16.4 ft.)測(cè)量誤差:1|2套 1 查看價(jià)格 深圳市創(chuàng)聯(lián)信息科技有限公司 廣東  深圳市 2021-10-08
激光投影 1.顯示技術(shù):DLP顯示技術(shù),DMD芯片大小≥0.48″; 2.分辨率:≥1920x1200; ▲3.亮度:≥5500流明(ANSI標(biāo)準(zhǔn)),光源類(lèi)型:激光二極管,光源壽命≥20000小時(shí); 4.|1臺(tái) 1 查看價(jià)格 安徽天虹數(shù)碼科技股份有限公司 全國(guó)   2020-04-10
激光粒度分析 1.測(cè)試模塊 ▲1.1.濕法測(cè)量范圍:0.01-3800μm 1.2.激光:同波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器(綠光,λ=532nm,3mw,壽命高達(dá)10000小時(shí)) 1.3.斜向設(shè)計(jì)測(cè)量池放置位置,能夠獲取|1臺(tái) 2 查看價(jià)格 東莞市佳品試驗(yàn)設(shè)備有限公司 廣東   2020-10-22
激光投影 1.顯示技術(shù):DLP顯示技術(shù),DMD芯片大小≥0.48″; 2.分辨率:≥1920x1200; ▲3.亮度:≥5500流明(ANSI標(biāo)準(zhǔn)),光源類(lèi)型:激光二極管,光源壽命≥20000小時(shí); 4.|1臺(tái) 1 查看價(jià)格 廣州市保倫電子有限公司 全國(guó)   2020-04-10

1、單頻激光干涉儀

從激光器發(fā)出的光束,經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后由分光鏡分為兩路,并分別從固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)會(huì)合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),干涉條紋的光強(qiáng)變化由接受器中的光電轉(zhuǎn)換元件和電子線(xiàn)路等轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào),經(jīng)整形、放大后輸入可逆計(jì)數(shù)器計(jì)算出總脈沖數(shù),再由電子計(jì)算機(jī)按計(jì)算式式中λ為激光波長(zhǎng)(N 為電脈沖總數(shù)),算出可動(dòng)反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時(shí),要求周?chē)髿馓幱诜€(wěn)定狀態(tài),各種空氣湍流都會(huì)引起直流電平變化而影響測(cè)量結(jié)果。

2、雙頻激光干涉儀

雙頻激光干涉儀是在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種外差式干涉儀。

在氦氖激光器上,加上一個(gè)約0.03特斯拉的軸向磁場(chǎng)。由于塞曼分裂效應(yīng)和頻率牽引效應(yīng),激光器產(chǎn)生f1和f2兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經(jīng)1/4波片后成為兩個(gè)互相垂直的線(xiàn)偏振光,再經(jīng)分光鏡分為兩路。一路經(jīng)偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經(jīng)偏振分光鏡后又分為兩路:一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),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,Δf是可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的附加頻率,正負(fù)號(hào)表示移動(dòng)方向(多普勒效應(yīng)是奧地利人C.J.多普勒提出的,即波的頻率在波源或接受器運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來(lái)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。雙頻激光干涉儀是應(yīng)用頻率變化來(lái)測(cè)量位移的,這種位移信息載于f1和f2的頻差上,對(duì)由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感,所以抗干擾能力強(qiáng)。它常用于檢定測(cè)長(zhǎng)機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、光刻機(jī)和加工中心等的坐標(biāo)精度,也可用作測(cè)長(zhǎng)機(jī)、高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等的測(cè)量系統(tǒng)。利用相應(yīng)附件,還可進(jìn)行高精度直線(xiàn)度測(cè)量、平面度測(cè)量和小角度測(cè)量。

國(guó)內(nèi)雙頻激光干涉儀生產(chǎn)企業(yè)主要有北京鐳測(cè)科技有限公司,該公司的產(chǎn)品技術(shù)和工作人員主要來(lái)自于清華大學(xué)精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品同等水平。

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(lái)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(lái)作線(xiàn)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。

英文名稱(chēng):laser interferometer(激光干涉儀)

激光干涉儀分類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題

  • 邁克爾干涉儀, 白光 還是激光容易干涉 ?

    干涉原理上來(lái)說(shuō),白光和激光沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,就是頻率有差別而已 。但目前使用的大部分邁克爾遜干涉儀是 白光式的。

  • 白光干涉儀的介紹

    白光干涉儀是用于對(duì)各種精密器件表面進(jìn)行納米級(jí)測(cè)量的儀器,它是以白光干涉技術(shù)為原理,光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡后分成兩束,一束經(jīng)被測(cè)表面反射回來(lái),另外一束光經(jīng)參考鏡反射,兩束反射光最終匯聚并發(fā)...

  • 哪位大神給詳細(xì)說(shuō)說(shuō)白光干涉儀的工作原理?急用

    白光干涉儀是用于對(duì)各種精密器件表面進(jìn)行納米級(jí)測(cè)量的儀器,它是以白光干涉技術(shù)為原理,光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡后分成兩束,一束經(jīng)被測(cè)表面反射回來(lái),另外一束光經(jīng)參考鏡反射,兩束反射光最終匯聚并發(fā)...

激光干涉儀基本原理

激光干涉儀發(fā)射單一頻率光束射入線(xiàn)性干涉鏡,然后分成兩道光束,一道光束(參考光束)射向連接分光鏡的反射鏡,而第二道透射光束(測(cè)量光束)則通過(guò)分光鏡射入第二個(gè)反射鏡,這兩道光束再反射回到分光鏡,重新匯聚之后返回激光器,其中會(huì)有一個(gè)探測(cè)器監(jiān)控兩道光束之間的干涉(見(jiàn)圖)。

若光程差沒(méi)有變化時(shí),探測(cè)器會(huì)在相長(zhǎng)性和相消性干涉的兩極之間找到穩(wěn)定的信號(hào)。若光程差有變化時(shí),探測(cè)器會(huì)在每一次光程變化時(shí),在相長(zhǎng)性和相消性干涉的兩極之間找到變化信號(hào),這些變化會(huì)被計(jì)算并用來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)光程之間的差異變化。

激光干涉儀是一種以波長(zhǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被測(cè)長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量的儀器。激光干涉儀是20世紀(jì)60年代末期問(wèn)世的一種新型的測(cè)量設(shè)備,由美國(guó)HP公司研制成功并于1970年投入市場(chǎng),隨即受到了相關(guān)行業(yè)特別是機(jī)床制造業(yè)的重視,其主要在:線(xiàn)形、角度、垂直度、直線(xiàn)度、平面度等方面上應(yīng)用。隨著激光干涉儀測(cè)量技術(shù)的不斷提高,測(cè)量軟件的不斷開(kāi)發(fā)其測(cè)量范圍越來(lái)越廣泛,特別是在測(cè)量數(shù)控機(jī)床位置精度方面用途最為廣泛。

激光干涉儀產(chǎn)生

1604年開(kāi)普勒(J.Kepler)寫(xiě)出光學(xué)著作,指出光的強(qiáng)度和到達(dá)光源距離的平方成反比。并于1611年出版《折射光學(xué)》。

1801年托馬斯?楊(Thomas Young)用雙狹縫實(shí)驗(yàn)演示了光的干涉現(xiàn)象,即著名的楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)。

1881年邁克爾遜(Albert.A.Michelson)設(shè)計(jì)了著名的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量“以太”漂移。當(dāng)然沒(méi)測(cè)到漂移,由此導(dǎo)致“以太”說(shuō)的破滅和相對(duì)論的誕生。它首次用于干涉儀,以鎘紅譜線(xiàn)與國(guó)際米原器作對(duì)比。正是由于他的工作導(dǎo)致后來(lái)用光的波長(zhǎng)定義“米”。由于他在精密光學(xué)儀器、光譜和計(jì)量領(lǐng)域的研究工作于1907年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

1960年Maiman研制成功第一臺(tái)紅寶石激光器,從此開(kāi)始了光學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的新時(shí)代。從此,激光干涉測(cè)量被廣泛地用于長(zhǎng)度、角度、微觀形貌、轉(zhuǎn)速、光譜等領(lǐng)域,并和微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)集成,成為現(xiàn)代干涉儀。

1982年G.Binning和H.Rohrer研制成功掃描隧道顯微鏡,1986年發(fā)明原子力顯微鏡,1986年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。從此開(kāi)始了干涉儀向納米、亞納米分辨率和精度前進(jìn)的新時(shí)代。

由于激光具有極好的時(shí)間相干性,自問(wèn)世以來(lái),已研制出多種激光干涉儀:?jiǎn)晤l激光干涉儀、雙頻激光干涉儀、半導(dǎo)體激光干涉儀、法布里-珀羅(F-P)干涉儀、X射線(xiàn)干涉儀等。

激光干涉儀是激光在計(jì)量領(lǐng)域中最成功的應(yīng)用之一。利用光的干涉實(shí)現(xiàn)測(cè)量,具有非接觸、無(wú)損檢測(cè)的特點(diǎn),已經(jīng)在各個(gè)不同領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

?

5D/6D標(biāo)準(zhǔn)型:

1. 線(xiàn)性:0.5ppm .

2. 測(cè)量范圍:40米(1D可選80米)

3. 線(xiàn)性分辨力:0.001um.

4. 偏擺角和俯仰角的精度:(1.0 0.1/m)角秒或1%顯示較大值

5. 最大范圍:800角秒

6. 滾動(dòng)角精度:1.0角秒

7. 直線(xiàn)度精度:(1.0 0.2/m)um或1%顯示較大值

8. 直線(xiàn)度最大范圍:500um

9. 垂直度精度:1角秒

10. 溫度精度:0.2攝氏度

11.濕度精度:5%

12.壓力精度:1mmHg

1. 同時(shí)測(cè)量線(xiàn)性定位誤差、直線(xiàn)度誤差(雙軸)、偏擺角、俯仰角和滾動(dòng)角

2. 設(shè)計(jì)用于安裝在機(jī)床主軸上的5D/6D傳感器

3. 可選的無(wú)線(xiàn)遙控傳感器最長(zhǎng)的控制距離可到25米

4. 可測(cè)量速度、加速度、振動(dòng)等參數(shù),并評(píng)估機(jī)床動(dòng)態(tài)特性

5. 全套系統(tǒng)重量?jī)H15公斤,設(shè)計(jì)緊湊、體積小,測(cè)量機(jī)床時(shí)不需三角架

6. 集成干涉鏡與激光器于一體,簡(jiǎn)化了調(diào)整步驟,減少了調(diào)整時(shí)間

7、激光干涉儀可以同時(shí)測(cè)量線(xiàn)性定位誤差、直線(xiàn)度誤差(雙軸)、偏擺角、俯仰角和滾動(dòng)角等,以及測(cè)量速度、加速度、振動(dòng)等參數(shù),并評(píng)估機(jī)床動(dòng)態(tài)特性等。

8、激光干涉儀的光源——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)。

9、激光干涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來(lái)使用。

單頻的激光器它的一個(gè)根本弱點(diǎn)就是受環(huán)境影響嚴(yán)重,在測(cè)試環(huán)境惡劣,測(cè)量距離較長(zhǎng)時(shí),這一缺點(diǎn)十分突出。其原因在于它是一種直流測(cè)量系統(tǒng),必然具有直流光平和電平零漂的弊端。激光干涉儀可動(dòng)反光鏡移動(dòng)時(shí),光電接收器會(huì)輸出信號(hào),如果信號(hào)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的觸發(fā)電平則就會(huì)被記錄下來(lái),而如果激光束強(qiáng)度發(fā)生變化,就有可能使光電信號(hào)低于計(jì)數(shù)器的觸發(fā)電平而使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù),使激光器強(qiáng)度或干涉信號(hào)強(qiáng)度變化的主要原因是空氣湍流,機(jī)床油霧,切削屑對(duì)光束的影響,結(jié)果光束發(fā)生偏移或波面扭曲。這種無(wú)規(guī)則的變化較難通過(guò)觸發(fā)電平的自動(dòng)調(diào)整來(lái)補(bǔ)償,因而限制了單頻干涉儀的應(yīng)用范圍,只有設(shè)法用交流測(cè)量系統(tǒng)代替直流測(cè)量系統(tǒng)才能從根本上克服單頻激光干涉儀的這一弱點(diǎn)。

而雙頻激光干涉儀正好克服了這一弱點(diǎn),它是在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種外差式干涉儀。和單頻激光干涉儀一樣,雙頻激光干涉儀也是一種以波長(zhǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被測(cè)長(zhǎng)度進(jìn)行度量的儀器,所不同者,一方面是當(dāng)可動(dòng)棱鏡不動(dòng)時(shí),前者的干涉信號(hào)是介于最亮和最暗之間的某個(gè)直流光平,而后者的干涉信號(hào)是一個(gè)頻率約為1.5MHz的交流信號(hào);另一方面,當(dāng)可動(dòng)棱鏡移動(dòng)時(shí),前者的干涉信號(hào)是在最亮和最暗之間緩慢變化的信號(hào),而后者的干涉信號(hào)是使原有的交流信號(hào)頻率增加或減少了△f,結(jié)果依然是一個(gè)交流信號(hào)。因而對(duì)于雙頻激光干涉儀來(lái)說(shuō),可用放大倍數(shù)較大的交流放大器對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行放大,這樣,即使光強(qiáng)衰減90%,依然可以得到合適的電信號(hào)。由于這一特點(diǎn),雙頻激光干涉儀可以在恒溫,恒濕,防震的計(jì)量室內(nèi)檢定量塊,量桿,刻尺和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等,也可以在普通車(chē)間內(nèi)為大型機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定,既可以對(duì)幾十米的大量程進(jìn)行精密測(cè)量,也可以對(duì)手表零件等微小運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精密測(cè)量,既可以對(duì)幾何量如長(zhǎng)度、角度.直線(xiàn)度、平行度、平面度、垂直度等進(jìn)行測(cè)量,也可以用于特殊場(chǎng)合,諸如半導(dǎo)體光刻技術(shù)的微定位和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器上記錄槽間距的測(cè)量等等。

總之,雙頻激光干涉儀的優(yōu)越性主要有以下幾點(diǎn):

1. 精度高 雙頻激光干涉儀以波長(zhǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被測(cè)長(zhǎng)度進(jìn)行度量的儀器。即使不做細(xì)分也可達(dá)到μm 量級(jí),細(xì)分后更可達(dá)到n m量級(jí)。(安捷倫5530激光干涉儀線(xiàn)性精度能達(dá)到0.4PPM)

2. 應(yīng)用范圍廣 雙頻激光干涉儀除了可用于長(zhǎng)度的精密測(cè)量外,測(cè)量角度、直線(xiàn)度、平面度、振動(dòng)距離及速度等等,還可以分光進(jìn)行多路測(cè)量。

3. 環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng) 即使光強(qiáng)衰減 90%,仍然可以得到有效的干涉信號(hào)。由于這一特點(diǎn),雙頻激光干涉儀既可在恒溫、恒濕、防震的計(jì)量室內(nèi)檢定量塊、量桿、刻尺、微分校準(zhǔn)器和坐標(biāo)測(cè)量機(jī),也可以在普通的車(chē)間內(nèi)為大型的機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定。

1、儀器應(yīng)放置在干燥、清潔以及無(wú)振動(dòng)的環(huán)境中應(yīng)用。

2、在移動(dòng)儀器時(shí),為防止導(dǎo)軌變形,應(yīng)托住底座再進(jìn)行移動(dòng)。

3、儀器的光學(xué)零件在不用時(shí),應(yīng)在清潔干燥的器皿中進(jìn)行存放,以防止發(fā)霉。

4、盡量不要去擦拭儀器的反光鏡、分光鏡等,如必須擦拭則應(yīng)當(dāng)小心擦拭,利用科學(xué)的方法進(jìn)行清潔。

5、導(dǎo)軌、絲桿、螺母與軸孔部分等傳動(dòng)部件,應(yīng)當(dāng)保持良好的潤(rùn)滑。因此必要時(shí)要使用精密儀表油潤(rùn)滑。

6、在使用時(shí)應(yīng)避免強(qiáng)旋、硬扳等情況,合理恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整部件。

7、避免劃傷或腐蝕導(dǎo)軌面絲桿,保持其不失油。

(1)幾何精度檢測(cè) 可用于檢測(cè)直線(xiàn)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(guò)RS232接口自動(dòng)對(duì)其線(xiàn)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)可最大限度地選用被測(cè)軸上的補(bǔ)償點(diǎn)數(shù),使機(jī)床達(dá)到最佳精度,另外操作者無(wú)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 現(xiàn)在,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(xiàn),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(mén)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(guò)RS232接口,自動(dòng)對(duì)兩軸線(xiàn)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。

隨著20世紀(jì)60年代初激光的出現(xiàn),幾何量計(jì)量技術(shù)的發(fā)展步入了嶄新的時(shí)期。雙頻激光干涉儀正是利用激光具有頻率穩(wěn)定、單色性好等優(yōu)點(diǎn),在幾何量計(jì)量領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。雙頻激光干涉儀具有精度高、應(yīng)用范圍廣、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)速高等一系列無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),成為幾何量計(jì)量活動(dòng)的生力軍。相比于激光干涉儀,現(xiàn)代雙頻激光干涉儀擺脫了計(jì)量室的束縛,在越來(lái)越廣闊的工程測(cè)量領(lǐng)域大顯身手。因此,雙頻激光干涉的發(fā)明對(duì)計(jì)量事業(yè)的發(fā)展乃至整個(gè)科學(xué)事業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用。本文根據(jù)雙頻激光干涉儀應(yīng)用領(lǐng)域的最新發(fā)展,對(duì)雙頻激光干涉儀的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的總結(jié)。

雙頻激光干涉儀的發(fā)明把幾何量計(jì)量發(fā)展推向了又一個(gè)高峰,雙頻激光干涉儀是目前精度最高、量程最大的長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器,以其良好的性能、在很多場(chǎng)合,特別是在大長(zhǎng)度與大位移的精密測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。就長(zhǎng)度計(jì)量而言,通常將200m以上的測(cè)量稱(chēng)為距離測(cè)量(Distance Measurement),3m以下的稱(chēng)為一般長(zhǎng)度測(cè)量,3~200m之間的測(cè)量稱(chēng)為大尺寸測(cè)量(Large Dimension Measurement)[1]。雙頻激光干涉儀在一般長(zhǎng)度精密測(cè)量中多有使用。雙頻激光干涉儀可以在恒溫,恒濕,防震的計(jì)量室內(nèi)檢定量塊,量桿,刻尺和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等,也可以在普通車(chē)間內(nèi)為大型機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定,既可以對(duì)幾十米的大量程進(jìn)行精密測(cè)量,也可以對(duì)手表零件等微小運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精密測(cè)量,既可以對(duì)幾何量如長(zhǎng)度、角度.直線(xiàn)度、平行度、平面度、垂直度等進(jìn)行測(cè)量,也可以用于特殊場(chǎng)合,諸如半導(dǎo)體光刻技術(shù)的微定位和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器上記錄槽間距的測(cè)量等等。不僅在單純的長(zhǎng)度計(jì)量領(lǐng)域,在其他工程技術(shù)領(lǐng)域,雙頻激光干涉儀的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,不乏一些很有創(chuàng)見(jiàn)的應(yīng)用。關(guān)于雙頻激光干涉儀在解決某個(gè)工程測(cè)量問(wèn)題的研究已經(jīng)有非常多的成功案例,以雙頻激光干涉儀為關(guān)鍵詞的學(xué)術(shù)論文不勝枚舉,對(duì)雙頻激光干涉儀的應(yīng)用,國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者常常有很獨(dú)到的理解。雙頻激光干涉儀的應(yīng)用也不斷發(fā)展更新,所以,有必要對(duì)它的應(yīng)用做一些有益的總結(jié),使人們更好的理解雙頻激光干涉儀的應(yīng)用,為推動(dòng)生產(chǎn)發(fā)展提供一些理論依據(jù)。

1、 雙頻激光干涉儀原理

雙頻激光干涉儀的原理是建立在塞曼效應(yīng)、牽引效應(yīng)和多普勒效應(yīng)的基礎(chǔ)之上的。其原理如圖2所示,在全內(nèi)腔He-Ne激光器上加約0.03T的軸向磁場(chǎng),由于塞曼效應(yīng)和牽引效應(yīng),發(fā)出一束含有兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光,它們的頻率差大約是1.5MHz左右。這束光經(jīng)1/4波片之后成為兩個(gè)互相垂直的線(xiàn)偏振光,再經(jīng)平行光管準(zhǔn)直和擴(kuò)束。從平行光管出來(lái)的這束光經(jīng)過(guò)析光鏡反射出一小部分作為參考光束通過(guò)45°放置的檢偏器。并由馬呂斯定律可知,兩個(gè)垂直方向的線(xiàn)偏振光在45°方向上投影,形成新的線(xiàn)偏振光并產(chǎn)生拍頻。這個(gè)拍頻頻率恰好等于激光器所發(fā)出的兩個(gè)光頻的差值即(f1-f2),約為1.5MHz。經(jīng)光電元件接受進(jìn)入前置放大器和計(jì)算機(jī)。另一部分透過(guò)析光鏡沿院方向射向偏振分光棱鏡?;ハ啻怪钡木€(xiàn)偏振光f1和f2被分開(kāi)。f2射向參考立體直角錐棱鏡后返回,f1透過(guò)偏振分光棱鏡到立體直角錐棱鏡——測(cè)量棱鏡,這時(shí)如果它以速度v運(yùn)動(dòng),那么f1的返回光便有了變化成為(f1±Δf)。這束光返回后重新通過(guò)偏振分光棱鏡并與f2的返回光會(huì)合,然后到45°放置的檢偏器上產(chǎn)生拍頻被光電元件接收,進(jìn)入前置放大器和計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行比較,計(jì)算它們之間的差值±Δf(即多普勒頻差)。進(jìn)而可以根據(jù)立體直角棱鏡移動(dòng)度數(shù)和時(shí)間求得被測(cè)長(zhǎng)度。

雙頻激光干涉儀中,雙頻起到了調(diào)頻的作用,被測(cè)信號(hào)只是疊加在這一調(diào)頻副載波上,這副載波與被測(cè)信號(hào)一起均被接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

2、雙頻激光干涉儀在大尺寸測(cè)量中的應(yīng)用

雙頻激光干涉儀是精度最高、可靠性非常好的儀器,是高精度大尺寸測(cè)量中優(yōu)先考慮的測(cè)量手段。

(1)雙頻激光干涉儀測(cè)量大尺寸軸徑

雙頻激光干涉儀是一種增量式測(cè)長(zhǎng)儀。在時(shí)間t內(nèi),被測(cè)長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的多普勒頻差為計(jì)數(shù)器記得的脈沖數(shù)K。計(jì)數(shù)器計(jì)脈沖數(shù)時(shí),需要有信號(hào)控制計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)和停止計(jì)數(shù),此信號(hào)由準(zhǔn)直系統(tǒng)提供。當(dāng)準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)軸徑的測(cè)量起點(diǎn)時(shí),發(fā)出一個(gè)開(kāi)始計(jì)數(shù)信號(hào);當(dāng)準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)的測(cè)量終點(diǎn)時(shí),發(fā)出一個(gè)停止計(jì)數(shù)信號(hào),計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。所以準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)的精度直接影響測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度。激光準(zhǔn)直的工作原理為,由氦氖激光器發(fā)射出激光,經(jīng)過(guò)前端望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)后,發(fā)射是出一束激光束作為系統(tǒng)準(zhǔn)直的基準(zhǔn),光電目標(biāo)靶為準(zhǔn)直系統(tǒng)的接收裝置,常用的是硅光電探測(cè)器。

3、雙頻激光干涉儀在數(shù)控車(chē)床檢定中的應(yīng)用

雙頻激光干涉儀與不同光學(xué)附件結(jié)合,可以測(cè)量距離、直線(xiàn)度、垂直度、平行度、平面度。由于儀器為模塊化結(jié)構(gòu),安裝位置靈活,便于分析機(jī)床誤差來(lái)源;而且測(cè)量時(shí)可以在工作部件運(yùn)動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)采集數(shù)據(jù),更接近機(jī)床的實(shí)際使用狀態(tài)。與傳統(tǒng)的檢定方法相比,激光干涉儀具有較高的精度和效率,并能及時(shí)處理數(shù)據(jù),為機(jī)床誤差修正提供依據(jù)。因此,用雙頻激光干涉儀檢測(cè)機(jī)床各項(xiàng)誤差是一種用傳統(tǒng)測(cè)量手段難以實(shí)現(xiàn)的的技術(shù)。位置精度是機(jī)床的重要指標(biāo),目前世界各國(guó)機(jī)床檢定標(biāo)準(zhǔn)中都推薦使用激光干涉儀進(jìn)行該項(xiàng)精度的檢定。用雙頻激光干涉儀檢定位置精度使用長(zhǎng)度干涉儀和測(cè)量反射鏡,測(cè)量時(shí)將長(zhǎng)度干涉儀置于不動(dòng)位置,反射器安裝在運(yùn)動(dòng)部件上(也可相反) 。雙頻激光干涉儀在數(shù)控機(jī)床檢定上的應(yīng)用,即是對(duì)其各項(xiàng)形位誤差的檢定,在此不予贅述。

1、儀器應(yīng)妥善地放在干燥、清潔的房間內(nèi),防止振動(dòng),儀器搬動(dòng) 時(shí),應(yīng)托住底座,以防導(dǎo)軌變形。   2、光學(xué)零件不用時(shí),應(yīng)存放在清潔的干燥盆內(nèi),以防止發(fā)霉。反光鏡、分光鏡一般不允許擦拭,必要擦拭時(shí),須先用備件毛刷小心撣去灰塵,再用脫脂清潔棉花球滴上酒精和乙醚混合液輕拭。

3、傳動(dòng)部件應(yīng)有良好的潤(rùn)滑。特別是導(dǎo)軌、絲桿、螺母與軸孔部分,應(yīng)用T5精密儀表油潤(rùn)滑。

4、使用時(shí),各調(diào)整部位用力要適當(dāng),不要強(qiáng)旋、硬扳。

5、導(dǎo)軌面絲桿應(yīng)防止劃傷、銹蝕,用畢后,仍保持不失油狀態(tài)。

6、 經(jīng)過(guò)精密調(diào)整的儀器部件上的螺絲,都涂有紅漆,不要擅自轉(zhuǎn)動(dòng)。

激光干涉儀分類(lèi)文獻(xiàn)

激光干涉儀技術(shù)參數(shù) 激光干涉儀技術(shù)參數(shù)

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用途及技術(shù)特點(diǎn):用于數(shù)控設(shè)備、測(cè)量?jī)x器等產(chǎn)品的直線(xiàn)軸 線(xiàn)性定位精度、俯仰扭擺小角 度精度、直線(xiàn)度 的檢測(cè)與驗(yàn)收。 ★激光干涉儀系統(tǒng)所有測(cè)量功能均采用激光波長(zhǎng)作為測(cè)量基準(zhǔn),具有溯源性。不采用四象 限傳感器等測(cè)量角度或直線(xiàn)度方法。 ★儀器擴(kuò)展性、兼容性和互換性:可以進(jìn)行多軸機(jī)床的誤差補(bǔ)償及回轉(zhuǎn)軸精度標(biāo)定,可與 其他數(shù)字指示器設(shè)備配合使用 , 實(shí)現(xiàn)設(shè)備幾何精度的檢測(cè)。 ★雙軸測(cè)量軟件:可在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上連接并控制二臺(tái)相同型號(hào)的激光系統(tǒng),提供了同步采 集兩平行軸數(shù)據(jù)的能力。 ★動(dòng)態(tài)測(cè)量功能: 可以進(jìn)行機(jī)床系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試, 利用動(dòng)態(tài)特性測(cè)量與評(píng)估軟件 ,對(duì)導(dǎo)軌的 動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析,對(duì)機(jī)器故障源進(jìn)行診斷。 1、激光頭: 1.1、 ★激光頭具備 80米測(cè)量能力; 1.2、 ★激光穩(wěn)頻精度(開(kāi)機(jī)一小時(shí)開(kāi)始拍頻) :≤± 0.01ppm; 1.3、 ★系統(tǒng)預(yù)熱(進(jìn)入精密測(cè)量)準(zhǔn)備時(shí)間:≤ 6分鐘; 1.4、 接

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激光干涉儀使用方法 激光干涉儀使用方法

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用激光干涉儀系統(tǒng)進(jìn)行精確的線(xiàn)性測(cè)量 — 最佳操作及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 1 簡(jiǎn)介 本文描述的最佳操作步驟及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)主要針對(duì)使用激光干涉儀校準(zhǔn)機(jī)床如車(chē)床、銑床以及 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的線(xiàn)性精度。但是,文中描述的一般原則適用于所有情況。與激光測(cè)量方法相 關(guān)的其它項(xiàng)目,如角度、平面度、直線(xiàn)度和平行度測(cè)量不包括在內(nèi),用于實(shí)現(xiàn) 0.1 微米即 0.1 ppm 以下的短距離精度測(cè)量的特殊方法(如真空操作)也不包括在內(nèi)。 微米是極小的距離測(cè)量單位。( 1 微米比一根頭發(fā)的 1/25 還細(xì)。由于太細(xì),所以肉眼無(wú) 法看到,接近于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的極限值)。可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)及更高分辨率的數(shù)顯表的廣泛 使用,為用戶(hù)提供了令人滿(mǎn)意的測(cè)量精度。盡管測(cè)量值在小數(shù)點(diǎn)后有很多位數(shù),但并不表 明都很精確。(在許多情況下精度比顯示的分辨率低 10-100 倍)。實(shí)現(xiàn) 1 微米的測(cè)量分 辨率很容易,但要得到 1 微米的測(cè)量精度需要特別注意一些細(xì)節(jié)。本文

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隨著20世紀(jì)60年代初激光的出現(xiàn),幾何量測(cè)量技術(shù)的發(fā)展步入了嶄新的時(shí)期,激光干涉儀在此時(shí)脫穎而出,并且在幾何量測(cè)量領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。激光干涉儀為何如此廣受歡迎呢?今天我們就來(lái)認(rèn)識(shí)幾何量測(cè)量擔(dān)當(dāng)——激光干涉儀。

原理

一個(gè)角錐反射鏡緊緊固定在分光鏡上,形成固定長(zhǎng)度參考光束。另一個(gè)角錐反射鏡相對(duì)于分光鏡移動(dòng),形成變化長(zhǎng)度測(cè)量光束。

從激光頭射出的激光光束①具有單一頻率,標(biāo)稱(chēng)波長(zhǎng)為633nm,長(zhǎng)期波長(zhǎng)穩(wěn)定性(真空中)優(yōu)于0.05ppm。當(dāng)此光束到達(dá)偏振分光鏡時(shí),被分成兩束光——反射光束②和透射光束③。這兩束光被傳送到各自的角錐反射鏡中,然后反射回分光鏡中,在嵌于激光頭中的探測(cè)器中形成干涉光束④。

如果兩光程差不變化,探測(cè)器將在相長(zhǎng)干涉和相消干涉的兩端之間的某個(gè)位置觀察到一個(gè)穩(wěn)定的信號(hào)。

如果兩光程差發(fā)生變化,每次光路變化時(shí)探測(cè)器都能觀察到相長(zhǎng)干涉和相消干涉兩端之間的信號(hào)變化。這些變化(條紋)被數(shù)出來(lái),用于計(jì)算兩光程差的變化。測(cè)量的長(zhǎng)度等于條紋數(shù)乘以激光波長(zhǎng)的一半。

功能應(yīng)用

激光干涉儀具有實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性、角度、直線(xiàn)度、垂直度、回轉(zhuǎn)軸等幾何量的檢測(cè)功能。可以檢測(cè)數(shù)控機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等精密運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的線(xiàn)性定位精度、重復(fù)定位精度等;同時(shí)也能檢測(cè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的俯仰角、扭擺角、直線(xiàn)度和垂直度;并可以校準(zhǔn)機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸。

數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)及補(bǔ)償

線(xiàn)性模組/電動(dòng)滑臺(tái)/直線(xiàn)電機(jī)等定位精度

自動(dòng)化設(shè)備調(diào)校

三坐標(biāo)垂直度測(cè)量

代表品牌

目前國(guó)產(chǎn)唯一大規(guī)模商用的激光干涉儀品牌型號(hào)為中圖儀器SJ6000,主要技術(shù)指標(biāo)如下:

測(cè)量方式:?jiǎn)晤l

穩(wěn)頻精度:±0.05ppm

動(dòng)態(tài)采集頻率:50 kHz

預(yù)熱時(shí)間:約8分鐘

工作溫度范圍:(0~40)℃

存儲(chǔ)溫度范圍:(-20~70)℃

環(huán)境濕度:(0~95)%RH

測(cè)量距離:(0~80)m

測(cè)量精度:±0.5ppm (0~40)℃

測(cè)量分辨力:1nm

測(cè)量最大速度:4m/s。

SJ6000激光干涉儀

精度高

雙頻激光干涉儀以波長(zhǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被測(cè)長(zhǎng)度進(jìn)行度量的儀器。即使不做細(xì)分也可達(dá)到μm 量級(jí),細(xì)分后更可達(dá)到n m量級(jí)。

應(yīng)用范圍廣

雙頻激光干涉儀除了可用于長(zhǎng)度的精密測(cè)量外,配上適當(dāng)?shù)母郊€可測(cè)量角度、直線(xiàn)度、平面度、振動(dòng)距離及速度等等。

環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)

即使光強(qiáng)衰減 90%,仍然可以得到有效的干涉信號(hào)。由于這一特點(diǎn),雙頻激光干涉儀既可在恒溫、恒濕、防震的計(jì)量室內(nèi)檢定量塊、量桿、刻尺、微分校準(zhǔn)器和坐標(biāo)測(cè)量機(jī),也可以在普通的車(chē)間內(nèi)為大型的機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)速高

現(xiàn)代的雙頻激光干涉儀測(cè)速普遍達(dá)到1 m/s,有的甚至于十幾m/s,適于高速動(dòng)態(tài)測(cè)量。

雙頻激光干涉儀的發(fā)明使激光干涉儀最終擺脫了計(jì)量室的束縛,更為廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中。

因此,對(duì)于雙頻激光干涉儀的研究有利于提高對(duì)該儀器的了解,以致于改進(jìn)其性能,使其在計(jì)量方面有著更加廣泛的應(yīng)用,具有重大意義。

干涉儀是以激光波長(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。 有單頻的和雙頻的兩種。單頻的是在20世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)的,最初用于檢定基準(zhǔn)線(xiàn)紋尺,后又用于在計(jì)量室中精密測(cè)長(zhǎng)。雙頻激光干涉儀是1970年出現(xiàn)的,它適宜在車(chē)間中使用。激光干涉儀在極接近標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(溫度為20℃、大氣壓力為101325帕、相對(duì)濕度59%、CO2 含量0.03%)下的測(cè)量精確度很高,可達(dá)1×10。

單頻激光干涉儀

圖1為單頻激光干涉儀的。從激光器發(fā)出的光束,經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后由分光鏡分為兩路,并分別從固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)會(huì)合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),干涉條紋的光強(qiáng)變化由接受器中的光電轉(zhuǎn)換元件和電子線(xiàn)路等轉(zhuǎn)換為電,經(jīng)整形、放大后輸入可逆計(jì)數(shù)器計(jì)算出總脈沖數(shù),再由電子計(jì)算機(jī)按計(jì)算式[356-11]

計(jì)算式

式中λ為激光波長(zhǎng)(N 為電脈沖總數(shù)),算出可動(dòng)反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時(shí),要求周?chē)髿馓幱诜€(wěn)定狀態(tài),各種空氣湍流都會(huì)引起直流電平變化而影響測(cè)量結(jié)果。

單頻激光干涉儀原理圖

雙頻激光干涉儀

圖2為雙頻激光干涉儀的工作原理。在氦氖激光器上,加上一個(gè)約0.03特斯拉的軸向磁場(chǎng)。由于塞曼分裂效應(yīng)和頻率牽引效應(yīng),激光器產(chǎn)生1和2兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經(jīng)1/4波片后成為兩個(gè)互相垂直的線(xiàn)偏振光,再經(jīng)分光鏡分為兩路。一路經(jīng)偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經(jīng)偏振分光鏡后又分為兩路:一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),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,Δf是可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的附加頻率,正負(fù)號(hào)表示移動(dòng)方向(多普勒效應(yīng)是奧地利人C.J.多普勒提出的,即波的頻率在波源或接受器運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來(lái)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。雙頻激光干涉儀是應(yīng)用頻率變化來(lái)測(cè)量位移的,這種位移信息載于f1和f2的頻差上,對(duì)由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感,所以抗干擾能力強(qiáng)。它常用于檢定測(cè)長(zhǎng)機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、光刻機(jī)和加工中心等的坐標(biāo)精度,也可用作測(cè)長(zhǎng)機(jī)、高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等的測(cè)量系統(tǒng)。利用相應(yīng)附件,還可進(jìn)行高精度直線(xiàn)度測(cè)量、平面度測(cè)量和小角度測(cè)量。

雙頻激光干涉儀原理圖

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