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双频激光干涉仪的原理是怎样的?

发布时间:2021-07-21      点击次数:180
    双频激光干涉仪是在单频激光干涉仪的基础上发展的一种外差式干涉仪。和单频激光干涉仪一样,双频激光干涉仪也是一种以波长作为标准对被测长度进行度量的仪器。
    双频激光干涉仪可以在恒温,恒湿,防震的计量室内检定量块,量杆,刻尺和坐标测量机等。它既可以对几十米的大量程进行精密测量,也可以对手表零件等微小运动进行精密测量,既可以对几何量如长度、角度.直线度、平行度、平面度、垂直度等进行测量,也可以用于特殊场合,诸如半导体光刻技术的微定位和计算机存储器上记录槽间距的测量等等。
    双频激光干涉仪的原理:
    双频激光干涉仪的原理是建立在塞曼效应、牵引效应和多普勒效应的基础之上的。在全内腔He-Ne激光器上加约0.03T的轴向磁场,由于塞曼效应和牵引效应,发出一束含有两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光,它们的频率差大约是1.5MHz左右。这束光经1/4波片之后成为两个互相垂直的线偏振光,再经平行光管准直和扩束。从平行光管出来的这束光经过析光镜反射出一小部分作为参考光束通过45°放置的检偏器。并由马吕斯定律可知,两个垂直方向的线偏振光在45°方向上投影,形成新的线偏振光并产生拍频。这个拍频频率恰好等于激光器所发出的两个光频的差值即(f1-f2),约为1.5MHz。经光电元件接受进入前置放大器和计算机。另一部分透过析光镜沿院方向射向偏振分光棱镜。互相垂直的线偏振光f1和f2被分开。f2射向参考立体直角锥棱镜后返回,f1透过偏振分光棱镜到立体直角锥棱镜——测量棱镜,这时如果它以速度v运动,那么f1的返回光便有了变化成为(f1±Δf)。这束光返回后重新通过偏振分光棱镜并与f2的返回光会合,然后到45°放置的检偏器上产生拍频被光电元件接收,进入前置放大器和计算机。计算机对两路信号进行比较,计算它们之间的差值±Δf(即多普勒频差)。进而可以根据立体直角棱镜移动度数和时间求得被测长度。
    双频激光干涉仪中,双频起到了调频的作用,被测信号只是叠加在这一调频副载波上,这副载波与被测信号一起均被接收并转换成电信号。
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