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【三英科普】激光干涉仪测量的原理
- 分类：技术文章
- 作者：
- 来源：
- 发布时间：2022-11-17 09:15
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【概要描述】我们知道光是一种电磁波，它具有波的一切特性，包括特有的干涉现象。当两频率相同，相位差为0的波叠加时，其波峰与波峰相叠加，波谷与波谷相叠加，形成相长的现象；当相位差为1/2个波长，其波峰与波谷相叠加，波谷与波峰相叠加，形成相消的现象
【三英科普】激光干涉仪测量的原理
【概要描述】我们知道光是一种电磁波，它具有波的一切特性，包括特有的干涉现象。当两频率相同，相位差为0的波叠加时，其波峰与波峰相叠加，波谷与波谷相叠加，形成相长的现象；当相位差为1/2个波长，其波峰与波谷相叠加，波谷与波峰相叠加，形成相消的现象
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- 发布时间：2022-11-17 09:15
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激光干涉仪测量的原理
基本光路：
上图所示是激光干涉仪线性测长的基本配置光路图，我们知道光是一种电磁波，它具有波的一切特性，包括特有的干涉现象。当两频率相同，相位差为0的波叠加时，其波峰与波峰相叠加，波谷与波谷相叠加，形成相长的现象；当相位差为1/2个波长，其波峰与波谷相叠加，波谷与波峰相叠加，形成相消的现象，如下图所示：
硬件设置：
如上图所示，激光源发出光束1，经分光镜后得到反射光束2和透射光束3，光束2经角锥镜反射后又回到分光镜，光束3经角锥镜反射后也回到分光镜，从而得到光束2与3的汇聚光束4，当其中一个反光镜相对于另一个反光镜有位移变化时，其相位也发生了变化，这样其实光束4就成了两路同频率光交替相消相长的干涉光，通过探测器记录这种变化量就可以计算出其相对位移量。由于激光具有良好的单色性和相干性，已被国家标准作为长度计量的基准，这就意味着激光干涉仪测量可直接溯源。
激光干涉仪测量方法
激光干涉仪采用非接触测量，具有很高的灵敏度和精度，在精密运动位移台的测量上应用广泛。三英精控生产的带有闭环控制的微米产品均采用激光干涉仪来进行行程、定位精度、重复定位精度、俯仰、偏摆、直线度、平面度等技术参数的测量。
行程：
1.将平移台移动至行程反向极限位置，干涉仪测量读数清零。
2.将平移台移动至行程正向极限位置，记录干涉仪测量值。
重复步骤1和步骤2不应少于3次。
记录每次测得的行程是否都符合要求，如都符合，行程取测量的最小值。
重复定位精度/定位精度：
将激光干涉仪连接好，选择合适的镜组，光对好后，按照以下步骤进行测量：
1.按下图所示，在全行程平均分布i个测量位置，分别为（i≥5），其中为行程反向极限位置，为行程正向极限位置。
2.将平移台移动至第1个测量位置，激光干涉仪读数清零。
3.将平移台从开始依次定位到，，...，，再从开始原路返回依次定位到，在每个位置稳定后，用激光干涉仪软件采集该位置的读数值。
重复步骤2和步骤3不应少于3次。
打开激光干涉仪软件，如下图所示，会同时显示重复定位精度和定位精度的值，读取即可。重复定位精度/定位精度取测量的最大值。
偏摆：
选择合适的镜组，激光干涉仪光对好后，按照以下步骤进行测量：
1.按下图所示，在全行程平均分布i个测量位置，分别为（i≥5），其中为行程反向极限位置，为行程正向极限位置。
2.将平移台移动至第1个测量位置，激光干涉仪读数清零。
3.将平移台从开始依次定位到，，...，，用激光干涉仪软件采集该位置的读数值。
重复步骤2）和步骤3）不应少于3次。
打开激光干涉仪软件，查看显示偏摆的测量值，读取即可。偏摆取测量的最大值。
俯仰：
除了镜组摆放的位置不同，与偏摆测量的方法相同。
直线度：
更换镜组，对光。
1.将平移台移动至反向极限位置，激光干涉仪读数清零。
2.让平移台从反向极限位置一直走到正向极限位置，中间不停顿。
重复步骤1和步骤2不应少于3次。
打开激光干涉仪软件，查看直线度的测量值，读取即可。直线度取测量的最大值。
平面度：
除了镜组摆放的位置不同，与直线度测量的方法相同。
三英精控专注于精密运动控制技术和产品的开发，在纳米运动控制技术方面具有先进技术和经验。产品涵盖纳米移动平台、纳米快返镜、纳米位移电容传感器、精密运动控制集成系统等多系列产品。更多产品信息，请来电咨询。
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