單頻的激光器它的一個根本弱點(diǎn)就是受環(huán)境影響嚴(yán)重,在測試環(huán)境惡劣,測量距離較長時,這一缺點(diǎn)十分突出。其原因在于它是一種直流測量系統(tǒng),必然具有直流光平和電平零漂的弊端。激光干涉儀可動反光鏡移動時,光電接收器會輸出信號,如果信號超過了計(jì)數(shù)器的觸發(fā)電平則就會被記錄下來,而如果激光束強(qiáng)度發(fā)生變化,就有可能使光電信號低于計(jì)數(shù)器的觸發(fā)電平而使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù),使激光器強(qiáng)度或干涉信號強(qiáng)度變化的主要原因是空氣湍流,機(jī)床油霧,切削屑對光束的影響,結(jié)果光束發(fā)生偏移或波面扭曲。這種無規(guī)則的變化較難通過觸發(fā)電平的自動調(diào)整來補(bǔ)償,因而限制了單頻干涉儀的應(yīng)用范圍,只有設(shè)法用交流測量系統(tǒng)代替直流測量系統(tǒng)才能從根本上克服單頻激光干涉儀的這一弱點(diǎn)。
而雙頻激光干涉儀正好克服了這一弱點(diǎn),它是在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種外差式干涉儀。和單頻激光干涉儀一樣,雙頻激光干涉儀也是一種以波長作為標(biāo)準(zhǔn)對被測長度進(jìn)行度量的儀器,所不同者,一方面是當(dāng)可動棱鏡不動時,前者的干涉信號是介于亮和暗之間的某個直流光平,而后者的干涉信號是一個頻率約為1.5MHz的交流信號;另一方面,當(dāng)可動棱鏡移動時,前者的干涉信號是在亮和暗之間緩慢變化的信號,而后者的干涉信號是使原有的交流信號頻率增加或減少了△f,結(jié)果依然是一個交流信號。因而對于雙頻激光干涉儀來說,可用放大倍數(shù)較大的交流放大器對干涉信號進(jìn)行放大,這樣,即使光強(qiáng)衰減90%,依然可以得到合適的電信號。由于這一特點(diǎn),雙頻激光干涉儀可以在恒溫,恒濕,防震的計(jì)量室內(nèi)檢定量塊,量桿,刻尺和坐標(biāo)測量機(jī)等,也可以在普通車間內(nèi)為大型機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定,既可以對幾十米的大量程進(jìn)行精密測量,也可以對手表零件等微小運(yùn)動進(jìn)行精密測量,既可以對幾何量如長度、角度.直線度、平行度、平面度、垂直度等進(jìn)行測量,也可以用于特殊場合,諸如半導(dǎo)體光刻技術(shù)的微定位和計(jì)算機(jī)存儲器上記錄槽間距的測量等等。
總之,雙頻激光干涉儀的優(yōu)越性主要有以下幾點(diǎn):
1. 精度高 雙頻激光干涉儀以波長作為標(biāo)準(zhǔn)對被測長度進(jìn)行度量的儀器。即使不做細(xì)分也可達(dá)到μm 量級,細(xì)分后更可達(dá)到n m量級。(安捷倫5530激光干涉儀線性精度能達(dá)到0.4PPM)
2. 應(yīng)用范圍廣 雙頻激光干涉儀除了可用于長度的精密測量外,測量角度、直線度、平面度、振動距離及速度等等,還可以分光進(jìn)行多路測量。
3. 環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng) 即使光強(qiáng)衰減 90%,仍然可以得到有效的干涉信號。由于這一特點(diǎn),雙頻激光干涉儀既可在恒溫、恒濕、防震的計(jì)量室內(nèi)檢定量塊、量桿、刻尺、微分校準(zhǔn)器和坐標(biāo)測量機(jī),也可以在普通的車間內(nèi)為大型的機(jī)床的刻度進(jìn)行標(biāo)定。
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