激光幹涉法因具有可溯源性，非接觸性，可分辨率高等特點，在納米級別的精密測量中占有絕對地位。昊量光電推出的皮米級位移測量幹涉儀(yi) quDIS是在納米級別的位移波動進行量測的理想儀(yi) 器。基於(yu) 獨特的測量方式，從(cong) 原理上避免了周期性非線性誤差。
激光幹涉中周期性非線性誤差的思考
位移是最基本的幾何參量之一，因其容易檢測、且相對檢測準確度高，所以在許多情況下將被測對象的物理量轉換為(wei) 位移量是十分實用的解決(jue) 方式。在涉及納米/亞(ya) 納米級別的的微位移測量中，激光幹涉法因具有可溯源性，非接觸性，可分辨率高等特點。在納米級別的精密測量中占有絕對地位，本文將針對常見的激光幹涉方式進行介紹，並針對對應出現的誤差做了簡單的分析
非線性周期性誤差是廣泛存在於(yu) 各類測量設備中，在納米級別的測量中其導致的誤差經常使得實驗數據失效。形成誤差的原因多種多樣，最主要的原因一般為(wei) 兩(liang) 類：一類是信號失真以及處理信號時的誤差從(cong) 而導致出現的誤差；還有一類為(wei) 相關(guan) 元器件本身會(hui) 導致的誤差。
1 激光零差幹涉：
零差法是在幹涉光路中光頻率與(yu) 參考光頻率相等，通過一定的光學器件使得信號光束與(yu) 參考光束相遇疊加而產(chan) 生幹涉的測量方法（如邁克爾遜幹涉儀(yi) ），零差幹涉儀(yi) 一般基於(yu) 邁克爾遜幹涉儀(yi) 原理設計的（當被測量的位移為(wei) 半波長時，兩(liang) 路光束由於(yu) 光程差會(hui) 產(chan) 生一條幹涉條紋，通過所謂的條紋計數法即可得到被測位移的大小）。這是一種直流光強檢測的方法，對激光器的頻率穩定度和測量環境要求很高，其中光學元器件是造成元器件的非線性誤差的重要因素之一，原因一般為(wei) 安裝調試複雜，還有調整內(nei) 部玻片的角度，而且單頻幹涉原理下抗幹擾能力不強，受環境影響較大。
零差幹涉儀(yi) 示意圖
2 激光外差幹涉：
外差幹涉法是較為(wei) 流行的一種檢測方式，其原理同樣基於(yu) 邁克爾遜幹涉儀(yi) ，但采用一定頻差f的雙頻光束作為(wei) 載波信號的幹涉儀(yi) ，也就是所謂的雙頻幹涉。其原理為(wei) 當激光探測到一個(ge) 物體(ti) 的位移時，由於(yu) 多普勒效應，被物體(ti) 散射或反射的光的頻率將會(hui) 發生多普勒頻移，即物體(ti) 的位移對光進行了調製，（波在波源移向觀察者時接收頻率變高，而在波源遠離觀察者時接收頻率變低）。但是在光外差幹涉法中普遍存在著非線性（nonlinearity）問題，該因素將會(hui) 是其位移測量的主要誤差來源，使其精度一般隻有納米級至十幾納米，原因是頻率不同的光束不能很好的分離，使得相位位移和實際被測長度不成線性關(guan) 係。這些周期性的非線性誤差問題一直是該激光外差幹涉發展的障礙。
3 F-P幹涉檢測技術：
基於(yu) 多光束幹涉原理的F-P幹涉儀(yi) 具有幹涉條紋細銳，襯托對比度高等特點，在高分辨率測量方麵具有天然優(you) 勢。
法一珀幹涉儀(yi) 輸出的信號特征為(wei) 狹窄的諧振峰，其腔長度變化每變化半波長，峰值光強出現一次。諧振峰的寬度可小至光波長的千分之一。 通常F-P腔測量位移的原理即頻率追蹤，如下圖所示。通過將可調激光器的頻率鎖定到F-P幹涉儀(yi) 的的諧振頻率上，將幹涉儀(yi) 的位移測量轉換為(wei) 頻率變化的測量。當F-P腔長在變化時，其諧振峰的頻率也在發生變化，若將可調激光器的頻率鎖定在幹涉儀(yi) 的某一諧振模式N上，則其腔長變化量與(yu) 頻率變化量之間的關(guan) 係為(wei) dl=- L/f df，這樣，通過測量初始腔長，初始頻率和頻率變化，就可實現測量腔長。可調激光器的頻率變化可通過與(yu) 一個(ge) 穩頻激光器進行拍頻來測量。因這種方式將位移變化轉換為(wei) 了頻率變化，隻要保證頻率變化為(wei) 線性變化，就可以避免幹涉儀(yi) 的非線性誤差對測量結果的影響。同時其理論分辨率最低可達到1pm。
F-P幹涉儀(yi) 示意圖
昊量光電最新推出的国产欧美在线德國Qutools国产黄色在线观看生產(chan) 的皮米級別位移幹涉測量儀(yi) quDIS便是基於(yu) 上述原理的法-珀幹涉儀(yi) 。較之之前的設計結構，創新性的增加了飽和吸收氣室（GC）單元，根據其氣體(ti) 的吸收光譜可以用來進行精確的波長控製。
昊量光電最新推出的皮米精度位移幹涉儀(yi) quDIS通過快速的上下掃描改變激光波長使波長變化滿足Δλ/Δt >>Δx/Δt，之後通過計算幹涉條紋和確定固定波長下的相位來模擬確定光路的相對距離變化，且因內(nei) 部的參考腔的為(wei) 線性波長變化，加之GC單元實現精確的波長控製，使得這種測量方法不受被檢測信號的對比度和強度的影響。相對距離的測量也可以理解為(wei) 通過計算在一個(ge) 采樣時間內(nei) 波長上掃和下掃期間的幹涉最大值來確定。該方法不受信號對比度變化的影響。其它普通的檢測方式僅(jin) 討論在恒定波長下的強度及其偏差，從(cong) 而導致典型的周期性誤差模式。
昊量光電最新推出的皮米精度位移幹涉儀(yi) quDIS絕對距離測量方式就是基於(yu) 上文中提到的“拍頻”的方式，通過將內(nei) 部參考腔鎖頻，使其頻率和腔長保持恒定，這樣，通過測量頻率變化，就可以知道實時的腔長，也就是絕對距離。不論是相對距離還是絕對距離，引入上述的“幹涉光譜”這種方式都可以避免周期性非線性誤差，不過一種是將波長變化確定為(wei) 線性變化，一種是將頻率變化確定為(wei) 線性變化，但都是避免了直接測量的相位差引起的非線性結果。目前對於(yu) 低頻振動分析以及精密設備位置控製等方麵具有測量精度的獨特優(you) 勢。
皮米級精度位移激光幹涉儀(yi) quDIS主要功能介紹
德國quDIS在原理上同樣采用激光幹涉法，不過與(yu) 傳(chuan) 統激光幹涉儀(yi) 相比，其集成了法珀腔（Reference cavity）及飽和吸收氣室（GC）作為(wei) 頻率校準參考，通過激光波長調諧掃描，比較兩(liang) 種不同的幹涉圖樣，可以實現其它設備所不具有的絕對距離測量，基於(yu) 這種獨特的測量方式，使得quDIS相對其他国产欧美在线位移測量大，且與(yu) 信號對比度無關(guan) ，由於(yu) 使用整個(ge) 幹涉模式來提取位移信息，因此不存在非線性誤差。
| 規格 | 參數 |
| 分辨率 | 1pm |
| 信號穩定性，相對距離 | ＜0.05nm |
| 相對測量精度 | 200nm/m |
| 信號穩定性，絕對距離 | ＜200nm |
| 絕對測量精度 | 2000nm/m |
| 相對/絕對測量帶寬 | 25KHz |
| 工作距離 | 0.2-5m |
| 目標速度 | 1m/s |
| 激光波長 | 1535nm |
關(guan) 鍵特性：
共焦位移傳(chuan) 感器
光纖幹涉儀(yi)
< 0.05 nm信號穩定性
絕對距離測量
工作距離0.2-5m
25kHz帶寬
3個(ge) 傳(chuan) 感器軸
柔性光纖傳(chuan) 感頭
主要国产成人在线观看免费网站：
慢漂移測量
振動分析
位置和角度
速度和加速度
質量控製
分層結構的間隙和邊緣測量
quDIS針對不同国产成人在线观看免费网站目標的傳(chuan) 感頭組合
所有国产成人在线观看免费网站都需要不同的準直、聚焦和光束輪廓要求，這取決(jue) 於(yu) 反射目標。激光束的成形是通過不同的傳(chuan) 感頭來實現的。除了聚焦頭和準直頭外，qutools還開發了適用於(yu) 惡劣環境的特殊頭，如真空或低溫。
| CB-2.3 | FF-50 | FF-50-1400 | FA-30-1000 | MI | |
| 傳感頭類型 | 準直 | 聚焦 | 聚焦 | 測量角度 | 邁克爾遜 |
| 焦距（mm） | - | 50 | 50-1400 | - | - |
| 工作距離範圍（mm） | 20-5000 | 50 ± 0.5 | 50 ± 0.5-1400±0.5 | 30-1000 | 20-5000 |
| 光斑尺寸(2w0) | 2.3 | 0.5 | 小於1 | - | 2.3 |
| 外形圖片 |  |  |  |  |  |
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