双频激光外差干涉的应用技术

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双频干涉仪原理

双频干涉仪原理

双频干涉仪原理引言:在科学研究和工程实践中,测量物体的长度、形状和表面特征是非常重要的。

双频干涉仪作为一种精密测量仪器,被广泛应用于光学、机械、天文学等领域。

本文将介绍双频干涉仪的原理及其应用。

一、双频干涉仪的基本构造和工作原理双频干涉仪由激光器、分束器、参考光路、待测光路和光电探测器等组成。

其工作原理是利用激光的干涉现象,通过比较两个光路的光程差来测量待测物体的长度或形状。

1. 激光器产生相干光:双频干涉仪中使用的激光器可以产生相干光,即具有相同频率和相位的光束。

这种相干光可以在干涉仪的光路中形成干涉。

2. 分束器将光分为参考光和待测光:分束器将激光光束分为两个光路,一个作为参考光路,一个作为待测光路。

这样可以同时测量两个光路的光程差。

3. 参考光路的光程差:参考光路中的光程差是固定的,可以通过调节参考光路的光程来实现。

这样可以作为参照来测量待测光路的光程差。

4. 待测光路的光程差:待测光路中的光程差与待测物体的长度或形状相关。

当待测光路通过物体后,光束会发生干涉,形成干涉条纹。

通过分析干涉条纹的变化,可以计算出待测物体的长度或形状。

5. 光电探测器检测干涉信号:光电探测器将干涉信号转化为电信号,并送入计算机或数据采集系统进行处理和分析。

通过分析干涉条纹的强度和位置变化,可以得到待测物体的相关信息。

二、双频干涉仪的应用双频干涉仪由于其高精度和宽测量范围的特点,被广泛应用于各个领域。

1. 光学测量:双频干涉仪可以用于测量光学元件的表面形状和光学性能。

通过测量光学元件的干涉条纹,可以得到元件的曲率、折射率等参数。

2. 机械测量:双频干涉仪可以用于测量机械零件的长度、直径、平面度等。

通过测量机械零件的干涉条纹,可以实现亚微米级的测量精度。

3. 天文学观测:双频干涉仪可以用于天文学观测中的星际物体测量。

通过测量星际物体的干涉条纹,可以得到其距离、直径等重要参数。

4. 生物医学:双频干涉仪可以用于测量生物组织的形状和表面特征。

光学干涉测量技术

光学干涉测量技术

光学干涉测量技术——干涉原理及双频激光干涉1、干涉测量技术干涉测量技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。

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。

相干光波在干涉场中产生亮、暗交替的干涉条纹,通过分析处理干涉条纹获取被测量的有关信息。

当两束光亮度满足频率相同,振动方向相同以及相位差恒定的条件,两束光就会产生干涉现象,在干涉场中任一点的合成光强为:122I I I πλ=++式中△是两束光到达某点的光程差。

明暗干涉条纹出现的条件如下。

相长干涉(明):min 12I I I I ==+, (m λ=)相消干涉(暗):min 12I I I I ==+-, (12m λ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭) 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。

通过测量干涉条纹的变化量,即可以获得与介质折射率和几何路程有关的各种物理量和几何量。

按光波分光的方法,干涉仪有分振幅式和分波阵面式两类。

按相干光束传播路径,干涉仪可分为共程干涉和非共程干涉两种。

按用途又可将干涉仪分为两类,一类是通过测量被测面与参考标准波面产生的干涉条纹分布及其变形量,进而求得试样表面微观几何形状、场密度分布和光学系统波像差等,即所谓静态干涉;另一类是通过测量干涉场上指定点干涉条纹的移动或光程差的变化量,进而求得试样的尺寸大小、位移量等,即所谓动态干涉。

下图是通过分波面法和分振幅法获得相干光的途径示意图。

光学测量常用的是分振幅式等厚测量技术。

图一 普通光源获得相干光的途径与一般光学成像测量技术相比,干涉测量具有大量程、高灵敏度、高精度等特点。

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(图二)、马赫-泽德干涉仪、菲索干涉仪、泰曼-格林干涉仪等;随着激光技术的出现及其在干涉测量领域中应用,使干涉测量技术在量程、分辨率、抗干涉能力、测量精度等方面有了显著的进步。

双频激光干涉仪

双频激光干涉仪

光刻机定位双频激光干涉仪发布日期:2005年10月20日访问次数:1503光刻机定位双频激光干涉仪1.项目概述双频激光干涉仪以其特有的同时具有大测量范围、高分辨率、高测量精度和高速度等优点,在精密和超精密测量领域获得了广泛的应用。

双频激光干涉仪采用外差干涉测量原理,克服了普通单频干涉仪测量信号直流漂移的问题,具有信号噪声小、抗环境干扰能力强、允许光源多通道复用等诸多优点,使得干涉测长技术能真正用于实际生产。

例如,精密坐标机床的标定、高精度传感器的标定、半导体工业中的高精度模板的制造和定位、以及构成多坐标精密定位多轴运动系统等。

中科院上海光机所在上海市科委光科技专项二期项目支持下,完成了“光刻机定位双频激光干涉仪”样机。

以100nm线宽步进扫描投影光刻机工件台定位需求为研制目标,对双频激光干涉仪系统的关键技术进行了攻关,已经成功研制出一台高精度、高速度、大范围的双频激光干涉仪实验室样机,如图1所示。

该仪器核心技术是分辨率的提高和改进,取得6项专利,拥有自主知识产权。

2.国内外技术、应用现状及应用领域1)国内外技术双频激光干涉仪首先由美国HP公司研制成功并获得专列权。

第一批定型产品为5500A,于1970年投放市场,它的量程达到61m,测量精度为5×10-7,测量速度达330mm/s。

其后HP公司又研制了其他派生产品,如5526A除了能测长度以外,还能测速度、角度、平面度、直线度和垂直度,还可以用来测震及进行X-Y微动台的定位,用途极为广泛。

其他国家在这方面做了不少工作,投入市场的还有英国的Renishaw、美国的ZYGO、法国SORO和日本横河等公司。

我国从七十年代,清华大学、北京计量院、机械部成都工具研究所等科研部门就已开始研制双频激光干涉仪样机,至今已经有二、三十年历史。

成都工具研究所有商品化仪器出售,但分辨率比较差。

尽管国外双频激光干涉仪水平比较高,但价格高,特别是高档次的产品对我国禁运,而国内产品不能满足高精度先进制造技术方面的需求。

双频激光外差干涉的应用技术

双频激光外差干涉的应用技术
fe u n y fr uae tb ih du taprcso e trd s lc me tm e  ̄ e e sTheme  ̄ e n eh d r d l s d i e r q e c o m l,s ls e l - e iin v co ip a e n a a r s m nt. a s me tm t o sa ewiey u e t n h nu e c lc nr lma hn o l, iodi t e u igm a h n t,y a cme  ̄ e m n nay i. m r a o to c iet ost - r naem a rn c i eecd n mi a i r s s me a d a l ss K e w o d : n otc n o y;p e Ant i tree c bit ; y r sNa e h olg S e d; in e fr n ea l yDyn m i h a trsi . i a cc a ce itc r
ad pe io , r ga tjm n a a it r et it d t ca it t n e u l h r t i i , cr i e d p l n rc in t n nia mi cp bly e a b i a a ebl s o g sx a c aa e s c a od g t t o pe s so - g i ,p a l n r y i r y c rt s c n o h r



换 的声光调 制器 以及外 差信 号的相 位检测 电路 和数据 处理 单元 。 用 双波长 激光外 差干涉 测长 用 双波 长激光 进行 外差干 涉测量 绝对 距离 系统 ,其特 征在 于

反 向镜 后 , 就 /f 1 o同样 因两次通 过 14波片 ,振动 方 向再转 / 过 9。, 0 , 在分束 面上就 由反 射就透 射 。这时 , 光 , 与 汇 合在 一起 ,回到 激光头 的接 收系统 中去 。 该 干涉 仪系统 有 以下 两个特 点 : 1仪器 分辨率 由于 多普勒频 差增 加一倍 而增 加一倍 。 . 2 平面 反射镜 相对 于光轴 的任 何偏斜 只会 使反射 回 的光束偏 .

外差干涉测长的原理及应用

外差干涉测长的原理及应用

外差干涉测长的原理及应用1. 原理介绍外差干涉测长是一种基于干涉原理的测量方法,主要用于测量物体的长度、距离和形状等参数。

它利用光的干涉现象,通过两束光的相干干涉而产生干涉图像,从而可以得到被测物体的参数。

2. 工作原理外差干涉测长的基本原理是将激光光束分成两束,其中一束为参考光束,另一束为测量光束。

这两束光束分别经过分束器和反射镜,然后分别被引入被测物体和参考光程中。

在被测物体上,测量光束经过反射后与参考光束再次叠加,形成干涉图像。

通过干涉图像的变化,可以计算出被测物体的长度、距离和形状等参数。

3. 应用场景外差干涉测长广泛应用于工业制造、科学研究和生物医学等领域。

以下列举了一些常见的应用场景:•工业制造:外差干涉测长可以用于测量精密机械零件的尺寸,如轴承孔的直径、齿轮的模数等。

这种测量方法高精度、非接触,能够满足工业制造对精度要求较高的应用。

•科学研究:外差干涉测长在科学研究中也有很大的应用,例如在材料科学中,可以用于测量材料的膨胀系数、压力应力等参数的变化。

在物理学中,可以用于测量光源的波长稳定性以及光谱的测量等。

•生物医学:外差干涉测长在生物医学领域也有着广泛的应用,例如在眼科领域中,可以用于测量角膜的厚度和形状,以及眼底血管的直径和血流速度等。

在生物材料研究中,可以用于测量细胞、纤维和薄膜的尺寸变化。

4. 优点和挑战外差干涉测长具有以下优点:•高精度:外差干涉测长能够实现纳米级的测量精度,适用于对精度要求较高的应用。

•非接触:外差干涉测长不需要物体与测量仪器直接接触,减少了对被测物体的损伤和干扰。

•宽测量范围:外差干涉测长可根据需要选择不同的波长和光路配置,适用于不同尺寸和形状的物体测量。

然而,外差干涉测长也面临一些挑战:•环境干扰:外差干涉测长对环境的振动、温度、湿度等因素十分敏感,需要在稳定的环境条件下进行测量。

•复杂的仪器设备:外差干涉测长需要精密的光学元件和仪器设备,以及精准的光源和探测器,增加了设备的复杂性和成本。

激光外差干涉技术的应用领域

激光外差干涉技术的应用领域

激光外差干涉技术是一种利用激光干涉原理进行精密测量的技术,其应用领域非常广泛,包括但不限于以下几个方面:
长基线测量:激光外差干涉技术可用于测量地球的形状、大小、重力场等参数,以及大气折射系数、地球自转速度等。

这些测量对于地球物理、地质学等领域的研究具有重要意义。

光学元件测量:激光外差干涉技术可用于测量光学元件的形状、表面粗糙度、平整度等参数,对于光学元件的制造和检测具有重要意义。

振动测量:激光外差干涉技术可用于测量物体的振动和变形,对于机械工程、航空航天、地震学等领域的研究具有重要意义。

生物医学测量:激光外差干涉技术可用于测量生物组织的形态、表面粗糙度、厚度等参数,对于生物医学研究和医学诊断具有重要意义。

纳米技术测量:激光外差干涉技术可用于测量纳米尺度下的形态、表面粗糙度、厚度等参数,对于纳米技术的研究和应用具有重要意义。

所以,激光外差干涉技术的应用领域非常广泛,涉及到多个学科和领域,具有重要的科学研究和工程应用价值。

激光外差干涉

激光外差干涉

激光外差干涉测位移15测控(3+2)蒋炜2015430340007激光外差干涉:由光学系统接收到的分为两束具有频率差、方向相反的偏振光F1和F2.经过1/4波片后成为两个相互垂直的线偏振光,激光经过分光镜分成两路,其中一束经过透射后射向光电探测器,其频率为fs,成为信号光束;另一个稳频激光器输出的一束激光也经过分光镜分为两束,其中一束经过分光镜反射后射向光电探测器,并称为本机振荡光束。

路经过偏振片1后频率为f1-f2,作为参考光束,另一路经偏振分光镜后又分为两路分别仅含f1和f2的光束。

当可移动反射镜发生位移变化时,仅含f2的光束经过可移动反射镜后成为含有的光束。

为多普勒频移量,包含可移动反射镜的位移信息。

这路含有的光束由固定反射镜的反射回来的仅含f1的光束经过偏振片2汇合频率为f1-(f2),作为测量光束。

当这两书光束满足干涉条件时,在两束光经过各自的传播轨迹后在分光镜下面发生干涉,(在无线电中叫做混频,在这里称为光混频),光电探测器只能响应直流分量和差频(Fs-Fl)分量(也称中频Fif)。

用一个中频放大器选出差频分量,于是输出端得到正比于差频分量的光电流。

在经过信号处理可以测出Fif=Fs-Fl的值。

因为Fl是已知的,所以测出Fif也就等于知道了Fs。

外差探测实质上就是两束相干光干涉的测量。

在干涉仪中,测量光的光程变化量是移动镜位移量的2倍,由光速c。

移动镜的移动速度v,得到多普勒频移量为激光的波长值为,频率的时间积分为周期数N,则移动镜的位移量为光电探测器R与M处接收光的相位差与频移差关系为双频激光干涉仪通过频率的变化测量位移,位移变化量只与频差f1-f2或相位差相关,频差f1-f2为固定值且为交流信号,不会产生直流电平漂移现象,所以抗干扰能力强,常应用于高精度测量系统中。

一:光路图:光频外差探测器光路结构二:光电转换部分光电转换部分的主要器件就是光电检测器。

可以将光强信号转换为相应的电信号。

双频激光干涉仪的原理与应用

双频激光干涉仪的原理与应用

双频激光干涉仪的应用研究
1、物理学领域中的应用
在物理学领域中,双频激光干涉仪被广泛应用于长度测量、光学腔衰荡、光 学陷阱等方面。例如,通过测量两个反射镜之间的距离,可以得出光学腔的长度, 进而研究光学腔的衰荡现象。另外,双频激光干涉仪还可以用于测量微小的距离 变化,如光学陷阱中的原子或分子位置的变化。
一、双频激光干涉仪的原理
双频激光干涉仪利用激光干涉和衍射现象来测量长度和角度。它包含两个振 荡频率不同的激光束,经过叠加后产生干涉图案。干涉图案的周期和相位差与被 测长度和角度有关。通过测量干涉图案的变化,可以推导出被测长度和角度的值。
双频激光干涉仪的原理框图如图1所示。激光器发出两束频率不同的激光, 经过分束器后分别形成参考光束和测量光束。这两束光在干涉仪内部进行叠加, 产生干涉现象。干涉仪的高精度光学系统能够将干涉图案聚焦成清晰的图像,并 由探测器进行接收。
4、土木工程领域中的应用
在土木工程领域中,双频激光干涉仪被广泛应用于测量建筑物、桥梁和隧道 等结构的变形和振动。通过测量建筑物或桥梁的振动频率和振幅,可以得出结构 的固有频率和阻尼比等重要参数。此外,双频激光干涉仪还可以用于测量地壳的 微震和地震等自然灾害的参数。
双频激光干涉仪的实验研究
1、双频激光干涉仪的基本原理
实验结果表明,双频激光干涉仪具有高精度、高稳定性和快速响应等特点。 通过改变双频激光束的频率差,可以扩大干涉仪的测量范围。另外,通过将双频 激光干涉仪与其他仪器结合使用,可以扩展其应用范围,例如将双频激光干涉仪 与扫描显微镜结合使用,可以得出微观结构的高精度三维形貌。
结论尽管双频激光干涉仪已经得到了广泛的应用,但是其仍有需要进一步研 究和改进的地方。例如,如何提高双频激光束的相干性、如何降低外界因素对实 验结果的影响以及如何实现实时在线测量等问题需要后续进行深入探讨。总的来 说,双频激光干涉仪在科学和技术上的应用前景非常广阔,未来研究将会有更多 的成果涌现,为人类认识世界和解决问题提供更多的工具和方法。

双频外差激光干涉仪

双频外差激光干涉仪

双频外差激光干涉仪班级名:应用物理学1401班作者:U201410186 赵润晓同组成员:U201410187 王羽霄实验时间:2016年11月30日摘要:本实验在分析双频外差激光干涉仪的基础上,构建光路,实现了利用双频干涉侧脸位移量的功能。

关键词:双频外差激光干涉仪声光调制器光路构建一、引言【实验目的及原理】1.实验目的。

①了解双频外差激光干涉仪(dual-frequency heterodyne interferometer)的工作原理。

②熟悉各种光学镜片的功能及原理。

③熟悉双频外差干涉仪基本光路的设计和搭建,通过声光调制器(或称声光移频器)产生双频激光光束,并观察干涉仪的干涉信号。

2.实验原理。

激光的发明使得精密测量有了新的发展方向,用激光测量长度(位移或距离)主要方法有两种。

一是以迈克尔逊干涉仪为基础的单频干涉仪;另一种是双频激光干涉仪。

①单频激光干涉仪,从激光器发出的光束经扩束准直后由分光镜分为两路,并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来,会合在分光镜上而产生干涉现象。

当可动反射镜移动时,干涉条纹的光强变化由接受器中的光电转换元件(光电传感器)和电子线路(信号放大器)等转换为电压信号;然后经整形、放大后输入信号采集系统算出相位差,最后再由相位差算出可动反射镜的位移量(一个周期对应半波长)。

由于激光频率甚高(1014Hz量级),无法直接测量光的相位,光程差检测的传统方法都是干涉强度法,即测量由相位差所引起的光干涉信号的强度变化,间接地测量光程差。

单品激光干涉仪因此具有稳定性差的缺点。

许多内部(电子噪声和长期漂移等)和外部因素(环境变化,如温度、大气压力、折射率等的变化)都会对测量结果产生影响。

②目前高精度的激光干涉仪大多为双频激光干涉仪,产生双频激光的方法主要是利用塞曼效应(Zeeman Effect)和声光调制器(Acousto-Optical Modulators,AOM)。

塞曼效应受频差闭锁现象影响,产生的双频频差一般较小,通常最大频差不超过4MHz。

激光外差干涉测长与测振

激光外差干涉测长与测振

03 激光外差干涉测振的技术 细节
振动信号的采集与处理
01
采集方式
采用激光干涉法,通过测量干涉 条纹的数量和变化来获取振动信 号。
02
03
数据预处理
信号分析
对采集到的原始数据进行滤波、 放大和去噪等处理,以提高信号 质量。
利用傅里叶变换等方法对处理后 的信号进行分析,提取振动频率、 振幅等信息。
声学研究
通过测量声波在物体表面产生的振动,可以 研究声学现象和声波传播规律。
物理实验
在物理实验中,激光外差干涉测振可以用于 研究物质的基本性质和物理现象。
02 激光外差干涉测长的技术 细节
干涉仪的结构与工作原理
干涉仪的基本结构
激光外差干涉仪通常由激光器、 分束器、反射镜、检测器等组成。
干涉原理
激光束经过分束器分为两束,一束 作为参考光,另一束作为测量光。 两束光在反射镜中反射后回到分束 器,发生干涉现象。
在振动测量领域的应用
1
振动测量是激光外差干涉测振技术的重要应用领 域,可以用于测量各种机械、电子和光学等系统 的振动和动态特性。
2
在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域,激光 外差干涉测振技术可以用于测量和监测各种结构 件的振动和稳定性。
3
在振动测量领域,激光外差干涉测振技术还可以 用于测量和监测各种振动传感器、振动台等设备 的性能和精度。
振动模式的识别与分析
模式分类
根据干涉条纹的特点,将振动模式分为线性、弯 曲和扭转等类型。
特征提取
从干涉条纹中提取出反映振动模式的特征参数, 如位移、速度和加速度等。
模式识别
利用模式识别算法对振动模式进行分类和识别, 为后续分析提供依据。

典型双光束干涉系统及其应用

典型双光束干涉系统及其应用
光源
探测器
参考镜
眼睛
▲图像的断层分辨率由光的脉宽决定。
▲ 图像的横向分辨率由光束的直径决定。
▲ 对光程较长的多次散射光有极强的抑制作用。
不同材料或结构的样品反射光的强度不同。根据反射光信号的强弱,赋予其相应的色彩,这样便得到样品的假彩色图。
(2)样品反射光脉冲强度的处理
(3)OCT成像的特点:
202X
裴索干涉仪 迈克尔逊干涉仪 外差干涉原理 马赫-增德干涉仪
单击添加副标题
典型双光束干涉系统
裴索干涉仪
定义:等厚干涉型的干涉系统统称为裴索干涉仪
等厚条纹
待测工件
平晶
标准验规
待测透镜
暗纹
平面干涉仪
球面干涉仪
H
e

迈克耳孙在工作
迈克耳孙( )1852—1931 美籍德国人
因创造精密光学仪 器,用以进行光谱 学和度量学的研究, 并精确测出光速, 获1907 诺贝尔物 理奖。
光学相干CT — 断层扫描成像新技术 第二代: NMR CT-核磁共振成像 第一代: X射线 CT 射线 CT-工业CT 利用迈克耳孙干涉仪原理测量,空间分辨率可达微米的量级. 第三代:光学相干CT-OCT 计算机断层成像 (CT-Computed Tomography) (Optical Coherence Tomography,简称 OCT)
即使透明度很差的样品,仍可得到清晰的图像。
2. 实验装置
光源
电子学系统
计算机
探测器ห้องสมุดไป่ตู้
光纤耦合器
样品
光纤聚焦器
反射镜
——光纤化的迈克耳孙干涉仪
应用
大葱表皮的 OCT 图像 实际样品大小为10mm×4mm,图中横向分辨率约为20m,纵向分辨率约为25m。 生物 医学 材料科学 ·····

外差双频干涉法

外差双频干涉法

外差双频干涉法詹姆斯·C。

wyant光学科学中心亚利桑那大学亚利桑那州图森85721摘要:双频相移干涉测量对于单频干涉测量来讲,对测量范围的扩展称得上一个强大的技术。

本文论述了三种扩展相移干涉测量的动态范围的方法,且其精确度不小于单个短波长测量。

这些技术起源于对干涉基本原理的运用和不同技术之间的权衡进行的讨论。

简介:干涉测量是一个非常强大的技术,它提供了从埃到百万英里的测量能力。

而干涉的基本原理已经被发现了超过100年,现代电子、计算机以及软件的加入使干涉成为解决众多计量问题的非常有用的技术。

随着相移干涉技术的加入,干涉测量数据可以传送到计算机内存并且实现复杂的数据分析。

光学干涉一个最大的优点也是其一个最大的不足之处。

短波长的光在单频干涉测量的灵敏度非常高,同样,由于光的波长短,测量的动态范围是有限的,除非附加有用信息。

在单频干涉测量光的相位(即干涉图样的相位)中,波长等于距离的二倍。

因此,光程差δ给出了)(δλ+n 的相同干涉测量,其中n 是一个整数。

在距离或高度的测量中确定整数n 的一个好方法是使用白光扫描干涉。

如果干涉仪使用白色光源,则只有当干涉的两个路径是相等时才获得最佳对比度干涉条纹。

因此,如果干涉样品臂的干涉路径的长度是多种多样的,整个样品的距离或高度变化可由条纹对比度是最大的镜子或样品位置确定。

在这种测量中没有高度的含糊之处,并且因为在干涉适当调节时,样品是获得最大的条纹对比度的关键,同样也是在表面微结构测量中的关键。

这种类型的扫描干涉仪测量的主要缺点是,只有一个单一的距离或表面高度同时被测和大量的测量和计算,需要确定一个大范围的距离或表面高度值。

此外,如果仅在扫描位置上寻找最大的条纹对比度决定高度信息,其测量精度则低于由观察干涉条纹的相位获得的高度信息的精度。

第二个解决在波长测量中确定当前整数的优秀的方案为,在距离测量中对多个波长进行测量和比较不同波长的测量结果,以确定实际的距离。

双频激光干涉仪的应用

双频激光干涉仪的应用

双频激光干涉仪的应用(2010-03-01 21:55:22)转载标签:杂谈【摘要】:随着20世纪60年代初激光的出现,几何量计量技术的发展步入了崭新的时期。

双频激光干涉仪正是利用激光具有频率稳定、单色性好等优点,在几何量计量领域发挥着越来越重要的作用。

双频激光干涉仪具有精度高、应用范围广、环境适应能力强、实时动态测速高等一系列无可比拟的优势,成为几何量计量活动的生力军。

相比于激光干涉仪,现代双频激光干涉仪摆脱了计量室的束缚,在越来越广阔的工程测量领域大显身手。

因此,双频激光干涉的发明对计量事业的发展乃至整个科学事业的发展有着举足轻重的作用。

本文根据双频激光干涉仪应用领域的最新发展,对双频激光干涉仪的应用进行了简要的总结。

【关键词】激光干涉仪测量几何量【引言】双频激光干涉仪的发明把几何量计量发展推向了又一个高峰,双频激光干涉仪是目前精度最高、量程最大的长度计量仪器,以其良好的性能、在很多场合,特别是在大长度与大位移的精密测量中得到广泛应用。

就长度计量而言,通常将200m 以上的测量称为距离测量(Distance Measurement),3m以下的称为一般长度测量,3~200m之间的测量称为大尺寸测量(Large Dimension Measurement)[1]。

双频激光干涉仪在一般长度精密测量中多有使用。

双频激光干涉仪可以在恒温,恒湿,防震的计量室内检定量块,量杆,刻尺和坐标测量机等,也可以在普通车间内为大型机床的刻度进行标定,既可以对几十米的大量程进行精密测量,也可以对手表零件等微小运动进行精密测量,既可以对几何量如长度、角度.直线度、平行度、平面度、垂直度等进行测量,也可以用于特殊场合,诸如半导体光刻技术的微定位和计算机存储器上记录槽间距的测量等等。

不仅在单纯的长度计量领域,在其他工程技术领域,双频激光干涉仪的应用也越来越广泛,不乏一些很有创见的应用。

关于双频激光干涉仪在解决某个工程测量问题的研究已经有非常多的成功案例,以双频激光干涉仪为关键词的学术论文不胜枚举,对双频激光干涉仪的应用,国内外很多学者常常有很独到的理解。

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双频激光外差干涉的应用技术
微/纳米技术的发展,离不开微米级和纳米级的测量技术与设备。

具有微米及亚微米测量精度的几何量与表面形貌测量技术已经比较成熟,如双频激光干涉测量系统(精度10nm)、具有1nm精度的光学触针式轮廓扫描系统等。

因为扫描隧道显微镜、扫描探针显微镜和原子力显微镜用来直接观测原子尺度结构的实现,使得进行原子级的操作、装配和改形等加工处理成为近几年来的前沿技术。

而激光外差干涉测量是几何量精密测量的主要技术之一,属精密测量技术领域。

通过偏振方向正交的两个波长的激光器,实现双波长外差干涉的外差干涉仪,将外差信号进行光电转换的声光调制器以及外差信号的相位检测电路和数据处理单元。

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