在工業(ye) 製造過程中，需要測量微小位移來確定国产欧美在线的尺寸誤差範圍，如此微小的位移精確到um或者nm級別，直接測量是很困難的，但是利用光學的方法則可以有效的測量。位移測量在精確定位、精密加工和測試中非常重要。一般可采用激光幹涉儀(yi) 、線性編碼器、測距儀(yi) 等技術進行測量，本文將介紹激光幹涉儀(yi) 這種方法的原理及国产成人在线观看免费网站。
位移測量
1激光幹涉儀(yi)
激光幹涉儀(yi) 是采用幹涉技術進行位移測量的儀(yi) 器。它具有非接觸、高速、高精度測量的優(you) 點，廣泛国产成人在线观看免费网站在光刻、精密機械加工和坐標測量領域中。
(1)單頻激光幹涉儀(yi) 與(yu) 外差激光幹涉儀(yi)
設入射到光電探測器的兩(liang) 束線偏振光為(wei) E1和E2,兩(liang) 者的偏振方向相同，光頻分別為(wei) f1和f2這兩(liang) 束光可表示為(wei) :
式中，V1和V2為(wei) 振幅；φ1和φ2為(wei) 初位相。
兩(liang) 束光波進行幹涉後的信號強度為(wei) ：
當為(wei) f1=f2時，幹涉儀(yi) 稱為(wei) 單頻型幹涉儀(yi) 。位移通過幹涉信號的位相變化來測量。幹涉信號直流電平的波動影響了位相測量的準確性，原因是由於(yu) 激光功率的變化。guo家物理實驗室開發出的幹涉儀(yi) ，采用3個(ge) 位相分別為(wei) 0°,90°、180°的幹涉信號的組合來消除直流分量波動的影響。
當為(wei) f1≠f2時，能夠觀察到拍頻為(wei) lf1-f2I的信號，此幹涉儀(yi) 稱為(wei) 外差型幹涉儀(yi) 。如果反射鏡發生移動，則反射鏡反射回的光波發生了多普勒頻移。當頻率為(wei) f2的光信號經移動速度為(wei) v的反射鏡反射時，多普勒頻移Δf2為(wei) 2vf2/c,其中c為(wei) 光速。則時間T內(nei) 的波數為(wei) 2vT(f2/c)=2L/λ2,L是被測位移，λ2為(wei) 頻率為(wei) f2的光波波長。
為(wei) 了進行準確的幹涉測量，激光頻率的穩定性很重要。所需的兩(liang) 個(ge) 光頻率通常由雙模激光器、塞曼激光器、聲光調製器(AOM)或雙聲光調製器來產(chan) 生。
(2) 幹涉儀(yi) 的光學係統
下圖為(wei) 外差型激光幹涉儀(yi) 測量角反射器位移的光路原理圖。具有不同頻率f1和f2的兩(liang) 束光波，經偏振器變為(wei) 線偏振光，且偏振方向相互垂直。為(wei) 了使經分束器反射光束的參考差頻信號頻率為(wei) 1f1-f21, 讓此光束經過45°偏振器，在光電探測器上產(chan) 生差頻信號。
另一光束入射於(yu) 偏振分束器(PBS),經其反射後，光頻為(wei) f1采用定角反射器使其通過固定路徑，然後再次經偏振分束器(PBS)反射。透射光頻率為(wei) f2,通過由動角反射器形成的可變路徑，再次通過偏振分束器 (PBS)。這兩(liang) 束光發生相幹作用，經一偏振器後，在另外一個(ge) 光電探測器上產(chan) 生差頻信號。被測和參考差頻信號的位相差表示了動角反射器的移動位移。
角反射器是有用的，因為(wei) 它可沿原方向反射回光束，且不會(hui) 反饋到光源處。但是，在某些国产成人在线观看免费网站中，要求使用平麵反射鏡而不是角反射器。下圖給出了使用平麵反射鏡時的光路結構。通過1/4波片改變測量光束的偏振方向，測量光束兩(liang) 次通過測量路徑，因此，分辨率相對於(yu) 角反射器型加倍。
(3) 影響測量結果及不確定度的因素
當光幹涉技術用在長度測量中時，應該考慮空氣折射率的影響。空氣折射率的校正方法有兩(liang) 種，一種是測量環境參數，如空氣溫度、空氣壓力、濕度及二氧化碳的密度，然後使用經驗公式計算及校正空氣的折射率。另外一種方法是用長度穩定的腔體(ti) ，即波長跟蹤器來測量,它由穩定的腔體(ti) 及差分幹涉儀(yi) 組成，如圖所示。一束偏振光是經標準腔體(ti) 的前表麵反射，另一束是經後表麵反射。這種差分幹涉儀(yi) 可測量腔體(ti) 的光學長度。
腔體(ti) 是由具有很小熱膨脹係數的材料製成的，其幾何長度非常穩定；因此，腔體(ti) 的光學長度變化可認為(wei) 是腔內(nei) 空氣折射率變化的結果。也就是說，空氣折射率的變化可通過監測腔體(ti) 的光學長度的變化來測量，那麽(me) 就可在同一測量環境下，用作位移測量的校正。
測量中，參考通道和測量通道的溫度變化會(hui) 引起誤差。從(cong) 分束鏡到動角反射鏡的zui近位移變化距離稱為(wei) 死路徑，其在位移測量中不起作用，但它對測量結果有影響，也就是說，這段死路徑會(hui) 由於(yu) 溫度變化或振動而使光程波動，zui終使測量結果產(chan) 生誤差。
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