激光干涉儀是以激光波長(zhǎng)為長(zhǎng)度計(jì)量基準(zhǔn)的高精度測(cè)量?jī)x器,隨著雙頻激光干涉儀的出現(xiàn),因其具有性能穩(wěn)定、檢測(cè)精度高及數(shù)據(jù)可靠性好等優(yōu)點(diǎn),已成為高精密機(jī)械生產(chǎn)中校準(zhǔn)及補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)儀器,在機(jī)械制造、金屬切削加工及航空航天等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。激光干涉儀有單頻和雙頻之分,單頻激光干涉儀受環(huán)境因素影響較大,一般用于特定環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。雙頻激光干涉儀應(yīng)用頻率變化來測(cè)量位移,對(duì)由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感,抗干擾能力強(qiáng),普遍應(yīng)用于各種工況下。激光干涉儀要設(shè)置專庫存放,環(huán)境要求干燥、通風(fēng)、防震、防霧、防塵、防銹。江蘇激光干涉儀安裝
在激光干涉儀引力波探測(cè)器中要盡可能地使用高激光功率,使用功率循環(huán)技術(shù)??梢杂行У刈龅竭@一點(diǎn),其基本的想法是把從干涉儀亮出來的光重新收集起來,再注入干涉儀中,進(jìn)行循環(huán)利用。因?yàn)榧す飧缮鎯x引力波探測(cè)器的工作點(diǎn)選擇在暗紋條件,如果干涉儀內(nèi)的光損耗很小,幾乎所有的入射光功率都會(huì)經(jīng)載頻出,這是極大的浪費(fèi)。在激光器和分光鏡之間放上一面鏡子,就能實(shí)現(xiàn)光能的回收。這面鏡子稱為功率循環(huán)鏡,它把這部分漏出的光與從激光器來的新鮮光混合,一起注入到干涉儀內(nèi),則干涉儀內(nèi)的有效功率將增加。湖南精密儀器激光干涉儀安裝激光干涉儀配有各種附件,可測(cè)量小角度、平面度、直線度、平 行度、垂直度等形位誤差。
激光干涉儀有單頻的和的兩種。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),要求周圍大氣處于穩(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。
激光干涉儀引力波探測(cè)器要求激光束的橫向剖面具有純凈的TEM00模式,即應(yīng)該是基模厄米-高斯模式。因?yàn)楦唠A模式與干涉儀的不對(duì)稱性相耦合,會(huì)使輸出信號(hào)的對(duì)比度變差,而且高階模式會(huì)使法布里-珀羅腔鏡子表面光強(qiáng)分布改變,產(chǎn)生附加的熱噪聲。高階模式的振幅是不穩(wěn)定的,它會(huì)使鏡子不同部位受到的輻射壓力發(fā)生變化,產(chǎn)生附加的輻射壓力噪聲,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鏡子抖動(dòng)引起干涉儀鎖定狀態(tài)的不穩(wěn)定。通過清模器可以清理高階橫向模式,清模器的主體部分是一個(gè)具有較高透射率的行波諧振腔,常采用由三面光學(xué)鏡組成的銳三角形結(jié)構(gòu),其優(yōu)點(diǎn)是清模效果好,光束抖動(dòng)噪聲小,能選擇偏振形式,具有高的頻率穩(wěn)定性,沒有光從清模器返回激光器。合理設(shè)計(jì)三面鏡子的反射和透射系數(shù)并適當(dāng)調(diào)節(jié)銳角上的鏡子,使載頻激光和兩個(gè)旁頻都能共振通過。激光干涉儀使用注意事項(xiàng):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。
當(dāng)高壓連接在陽極和陰極之間時(shí),混合氣體被激發(fā),形成激光光束,通過放大激光光強(qiáng)使一些光透射出來成為輸出激光光束。其中,為實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài),通過加熱器控制激光管長(zhǎng)度讓激光穩(wěn)頻的精度保持在±0.05ppm以內(nèi),此時(shí)穩(wěn)定輸出后,激光器即可進(jìn)行干涉測(cè)量。如今大多數(shù)現(xiàn)代位移干涉儀都使用氦氖(HeNe)激光管,這些激光管具有633納米的波長(zhǎng)輸出。從激光頭射出的激光光束①具有單一頻率,標(biāo)稱波長(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。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。儀器校準(zhǔn)激光干涉儀訂購
激光干涉儀在實(shí)際使用中,需要確認(rèn)其在各個(gè)測(cè)量應(yīng)用中能夠達(dá)到的真實(shí)精度水平以確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。江蘇激光干涉儀安裝
激光干涉儀:誤差影響精確度:大氣折射率。激光頻率穩(wěn)定性:在激光干涉儀中,將激光波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn),激光頻率變化直接影響測(cè)量結(jié)果。余弦誤差:在測(cè)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的定位誤差時(shí),需仔細(xì)調(diào)整,使光束與滑座的運(yùn)動(dòng)方向平等。死程誤差:在零位時(shí),激光干涉儀兩相干光的還有一段光程差,這一段光程差稱為死程。死程的變化會(huì)引起測(cè)量誤差,死程誤差是激光干涉儀的一項(xiàng)重要誤差。細(xì)分誤差:在干涉條紋一個(gè)周期內(nèi)由插細(xì)分不均勻引起的誤差。江蘇激光干涉儀安裝