激光干涉仪-合肥迈思瑞仪器公司 -双频激光干涉仪

激光干涉仪的工作原理

激光干涉仪发射单一频率光束，光束射入线性干涉镜后分成两道光束射向反射镜，这两道光束再反射回到分光镜，***后重新汇聚返回激光干涉仪。若光程差没有变化时，激光干涉仪会在相长性和相消性干涉的两极之间找到稳定的信号。若光程差有变化时，这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。当高压连接在阳极和阴极之间时，混合气体被激发，形成激光光束，通过放大激光光强使一些光透射出来成为输出激光光束。其中，为实现平衡状态，激光干涉仪价格，通过加热器控制激光管长度让激光稳频的精度保持在±0.05ppm以内，此时稳定输出后，激光器即可进行干涉测量。

使用激光干涉仪测量，必须要考虑到的误差源：

一、 环境误差。激光干涉仪的绝1对精度取决于周围条件的精准程度（或者说环境的稳定程度）。环境温度每产生1℃的变化，绝1对压力每产生2.5mmHg或相对湿度每产生30%的误差时，都将会导致约1PPM（百万分子一）的测量误差。这些误差利用人工补偿或激光干涉仪所配的自动补偿装置可部分克服。因此检测期间保持这些条件的稳定非常重要。

二、 机床表面温度。即机床本身温度变化的影响。对于用钢制丝杠***滑鞍的机床，丝杠理论热膨胀系数为10.8PPM/℃，即温度每升高1℃，他将膨胀近10.8微米/米。

三、 死径误差（死行程误差）。它是一种在测量期间与环境条件的变化有关系的误差。它是由于当围绕激光束的大气压力发生变化（引起激光波长变化）时以及当固定有激光干涉仪和目标反射镜的材料温度发生变化（引起干涉仪和反射镜之间的距离变化）时，激光束行程长度得不到补偿而造成。

简单的讲，激光干涉仪，激光测量行程的死行程区是指激光干涉仪与测量复位点（或0点）位置间的距离。激光干涉仪自身的补偿系统仅能补偿测量复位点到测量行程终点的距离，而对于死行程区的距离是不补偿的。

四、 余弦误差。激光束路径对应机床运动轴线如未对准，将在测量长度同实际移动长度间产生一个误差。由于这个误差与光束和实际运动间未对准角的余弦成比例，所以未对准误差通常称为余弦误差。余弦误差=1-cosθ，对于较小的θ，余弦误差近似于θ2/2。举例来说，当 =1mrad (3 arcmin)，则余弦误差为0.5ppm。

当激光测量系统与机床移动轴线未对准时，余弦误差将使测量长度小于实际长度。消除余弦误差的方法是在安装时确保良好的对准。

五、 阿贝误差。阿贝误差原理是长度计量和长度计量仪器设计中***经典的测量原理。被测轴线和测量轴线应在同一直线或其延伸线上，双频激光干涉仪价格，如果在一个偏离的被测位移的位置上进行测量时，部件的任何角运动都将产生一个误差。估算角运动产生的误差的一条有益经验是：每角秒的角运动产生约5um/m的偏移。对于阿贝偏移为200mm，双频激光干涉仪，2秒的角运动，其测量位移误差为200mm×5um/m/角秒×2角秒=2um。

双频激光干涉仪

双频激光干涉仪是在单频激光干涉仪的基础上发展而来的一种外差式干涉仪。

在激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼分裂效应和频率牵引效应，激光器产生f1和f2两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光，再经分光镜分为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路经偏振分光镜后又分为两路：一路成为仅含有f1的光束，另一路成为仅含有f2的光束。当可动反射镜移动时，含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2±Δf的光束，Δf是可动反射镜移动时因***效应产生的附加频率，正负号表示移动方向(***效应是奥地利人C.J.***提出的，即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片 2后会合成为f1-(f2±Δf）的测量光束。测量光束和上述参考光束经各自的光电转换元件、放大器、整1形器后进入减法器相减，输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算（乘 1/2激光波长）后即可得出可动反射镜的位移量。双频激光干涉仪是应用频率变化来测量位移的，这种位移信息载于f1和f2的频差上，对由光强变化引起的直流电平变化不敏感，所以抗干扰能力强。它常用于检定测长机、三坐标测量机、光刻机和加工中心等的坐标精度，也可用作测长机、高精度三坐标测量机等的测量系统。利用相应附件，还可进行高精度直线度测量、平面度测量和小角度测量。

国内双频激光干涉仪生产企业主要有北京镭测科技有限公司，该公司的产品技术和工作人员主要来自于清华大学精密测试技术及仪器******实验室，拥有自主知识产权，技术指标达到或优于国外产品同等水平。