激光干涉儀干涉測量法的原理

 

    激光干涉儀是以干涉測量法為原理，利用激光作為長度基準(zhǔn)，對數(shù)控設(shè)備（加工中心、三坐標(biāo)測量機等）的位置精度（定位精度、重復(fù)定位精度等）、幾何精度（俯仰扭擺角度、直線度、垂直度等）進(jìn)行精密測量的精密測量儀器。

 

    激光具有三個重要的特性：①波長穩(wěn)定②波長短③具有干涉性。

 

    光的相長干涉和相消干涉：

 

    激光干涉儀原理如下圖所示：

 

    一個角錐反射鏡緊緊固定在分光鏡上，形成固定長度參考光束。另一個角錐反射鏡相對于分光鏡移動，形成變化長度測量光束。

 

    從激光頭射出的激光光束①具有單一頻率，標(biāo)稱波長為633nm，長期波長穩(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，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器中形成干涉光束④。

 

    如果兩光程差不變化，探測器將在相長干涉和相消干涉的兩端之間的某個位置觀察到一個穩(wěn)定的信號。

 

    如果激光干涉儀兩光程差發(fā)生變化，每次光路變化時探測器都能觀察到相長干涉和相消干涉兩端之間的信號變化。這些變化（條紋）被數(shù)出來，用于計算兩光程差的變化。測量的長度等于條紋數(shù)乘以激光波長的一半。