激光干涉仪

一.激光干涉仪简介

激光具有高强度、高度方向性、空间同调性、窄带宽和高度单色性等优点，激光干涉仪，则是以激光波长为已知长度，利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量。激光干涉仪是激光在计量领域中Z成功的应用之一

二.激光干涉仪性能特点
1.测量精度高、速度快，稳定性好 
①使用美国高性能氦氖激光器，结合伺服稳频控制系统，达到高精度稳频(0.05ppm)
②以光波长(633nm)为测量单位，分辨率可达nm级
③使用高速光电信号采样和处理技术，测量速度可达到4m/s。
④配合有环境补偿单元，在环境变化的情况下，也可以得到较高的测量精度
⑤分离式干涉镜设计，避免了测量镜组由于主机发热而引起的镜组形变
2. 应用范围广
①可以实现线性、角度、直线度、垂直度、平面度等几何量的检测
②结合我们的软件系统，可以用于速度，加速度，振动分析以及稳定度等分析
③可实时监控精密加工机床等机器的动态数据，进行动态特性分析
3.软件界面友好 
①使用当前热门的软件界面开发工具，软件界面人性化，操作简单。
②将静态测量和动态测量两种功能合并到一个软件中，更方便用户切换测量类型。
③向导式操作，流程清晰，更符合国内用户的使用习惯。 
4 性价比高
性能达到了国外仪器的水准，价格是国内仪器的良心价。

三.激光干涉仪应用
1. 位移传感器
 激光干涉仪在位移传感器检定中的应用已成为一大发展趋势，其特点是测量精度快、反应速度快、易于数字化测量。在测量中设计一个精密导轨，将反射镜同被测传感器放在一起同步检测，从而形成对比，位移传感器自动检定系统与HP干涉仪对定位移进行测试对比，得出往复测试实验结果。

2. 数控机床检定中的应用
随着数控机床应用的普及，采用激光干涉仪对数控机床进行定位精度检测已经成为目前公认的GX、高精度的检测方法。激光干涉仪可用于精密机床、大规模集成电路加工设备等在线位置测量、误差修正和控制，其中双频激光干涉仪应用Z多。与传统的检定方法相比，激光干涉仪具有较高的精度和效率，并能及时处理数据，为机床误差修正提供依据，位置精度是机床的重要指标，目前各国机床检定标准中都推荐使用激光干涉仪。双频激光干涉仪在机床中的应用是其它传统测量手段难以实现和替代的。
未来，激光干涉仪可从光源、探测器、信号处理系统、光学系统等方面进行发展，从测量数据的可靠性、精确性，以及测量仪器的便携性等，不断改善激光干涉仪的各项性能。

四.激光干涉仪原理

一个角锥反射镜紧紧固定在分光镜上，形成固定长度参考光束。另一个角锥反射镜相对于分光镜移动，形成变化长度测量光束。

从激光头射出的激光光束(1)具有单一频率，标称波长为0.633μm，长期波长稳定性（真空中）优于0.05ppm。当此光束到达偏振分光镜时，被分成两束光—反射光束(2)和透射光束(3)。这两束光被传送到各自的角锥反射镜中，然后反射回分光镜中，在嵌于激光头中的探测器中形成干涉光束。

如果两光程差不变化，探测器将在相长干涉和相消干涉的两端之间的某个位置观察到一个稳定的信号。如果两光程差发生变化，每次光路变化时探测器都能观察到相长干涉和相消干涉两端之间的信号变化。这些变化（条纹）被数出来，用于计算两光程差的变化。测量的长度等于条纹数乘以激光波长的一半。

应当注意到，激光波长将取决于光束经过的空气的折射率。由于空气折射率会随着气温、压力和相对湿度的变化而变化，用于计算测量值的波长值可能需要对这些环境参数的变化进行补偿。在实践中，对于技术指标中的测量精度，只有线性位移（定位精度）测量需要进行此类补偿，在这种情况下两束光的光程差变化可能非常大。