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激光干涉儀以光波為載體，具有測(cè)量精度高、測(cè)量速度快、測(cè)量范圍大、 高測(cè)速下分辨率高等特點(diǎn)，其光波波長(zhǎng)可直接對(duì)米進(jìn)行定義并溯源至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此，激光干涉儀廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、PCB鉆孔機(jī)、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、位移傳感器等精密儀器的質(zhì)量控制與校準(zhǔn)以及科研開(kāi)發(fā)、 設(shè)備制造等領(lǐng)域。
激光干涉儀的工作原理
激光干涉儀發(fā)射單一頻率光束，光束射入線(xiàn)性干涉鏡后分成兩道光束射向反射鏡，這兩道光束再反射回到分光鏡， 重新匯聚返回激光干涉儀。若光程差沒(méi)有變化時(shí)，激光干涉儀會(huì)在相長(zhǎng)性和相消性干涉的兩極之間找到穩(wěn)定的信號(hào)。若光程差有變化時(shí)，這些變化會(huì)被計(jì)算并用來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)光程之間的差異變化。
當(dāng)高壓連接在陽(yáng)極和陰極之間時(shí)，混合氣體被激發(fā)，形成激光光束，通過(guò)放大激光光強(qiáng)使一些光透射出來(lái)成為輸出激光光束。其中，為實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，通過(guò)加熱器控制激光管長(zhǎng)度讓激光穩(wěn)頻的精度保持在±0.05ppm以?xún)?nèi)，此時(shí)穩(wěn)定輸出后，激光器即可進(jìn)行干涉測(cè)量。如今大多數(shù)現(xiàn)代位移干涉儀都使用氦氖(HeNe)激光管，這些激光管具有633納米的波長(zhǎng)輸出。
激光器的頻率、功率、穩(wěn)定性、可靠性、光束質(zhì)量及壽命等指標(biāo)參數(shù)，都關(guān)系著激光干涉儀的最終性能。其中激光頻率是激光干涉儀 基本的參數(shù)，其頻率(波長(zhǎng))的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性是激光干涉儀測(cè)量精度的保證。
激光干涉儀的用途
1、直線(xiàn)度測(cè)量
激光干涉儀的直線(xiàn)度測(cè)量有兩個(gè)鏡組：測(cè)量短程從0.1m至4m及測(cè)量長(zhǎng)程從1m至30m。就短程而言，距離指的是直線(xiàn)度干涉鏡和直線(xiàn)度反射鏡之間的距離，即可被測(cè)試的軸長(zhǎng)。就長(zhǎng)程而言，距離指的是激光頭和直線(xiàn)度反射鏡之間的距離。這兩種情況下，激光干涉儀直線(xiàn)度測(cè)量的量程都是±2.5mm。直線(xiàn)度干涉鏡和反射鏡互相匹配成對(duì)。因此，不能與其它直線(xiàn)度工具交換要件。每一個(gè)直線(xiàn)度干涉鏡和反射鏡都標(biāo)明獨(dú)立的序號(hào)。
①沿水平軸直線(xiàn)度測(cè)量
水平軸直線(xiàn)度檢測(cè)，將直線(xiàn)度干涉鏡安裝在激光干涉儀的激光器和直線(xiàn)度反射鏡之間。激光器發(fā)射出來(lái)的光束將穿過(guò)直線(xiàn)度干涉鏡，此時(shí)，光束將被分成兩束相同頻率的光源，通過(guò)直線(xiàn)度反射鏡，將兩束激光反射匯聚到干涉鏡，在返回激光器。通過(guò)移動(dòng)直線(xiàn)度反射鏡，兩束相同光源的光將會(huì)發(fā)生干涉。激光器將檢測(cè)干涉的光波，來(lái)確定在直線(xiàn)度干涉鏡移動(dòng)的方向上，會(huì)產(chǎn)生多少大的偏差。并記錄下偏差值，以供設(shè)備安裝調(diào)試使用。
②沿垂直軸直線(xiàn)度測(cè)量
垂直軸直線(xiàn)度檢測(cè)，將引入垂直轉(zhuǎn)向鏡，將激光干涉儀水平光束轉(zhuǎn)換成垂直光束，檢測(cè)原理與水平軸直線(xiàn)度檢測(cè)相同。
2、線(xiàn)性測(cè)量
激光干涉儀的線(xiàn)性測(cè)量可以檢測(cè)機(jī)床軸的多項(xiàng)精度指標(biāo)，其中包括定位精度、重復(fù)定位精度、反向間隙等。用于線(xiàn)性測(cè)量的鏡組包括兩個(gè)線(xiàn)性反射鏡和一個(gè)線(xiàn)性分光鏡。
激光干涉儀要設(shè)置線(xiàn)性測(cè)量，將一個(gè)線(xiàn)性反射鏡連接到具有兩個(gè)緊螺紋的分光鏡上。這個(gè)組合要件被稱(chēng)為“線(xiàn)性干涉鏡”，可以作為激光束的參考路徑。線(xiàn)性干涉鏡位于激光器和線(xiàn)性反射鏡之間的光束路徑，激光器的光束會(huì)射入線(xiàn)性干涉鏡，再分為兩道光束。一道光束(稱(chēng)為參考光束)射向連接分光鏡的反射鏡，而第二道光束(測(cè)量光束)則通過(guò)分光鏡射入第二個(gè)反射鏡。這兩道光束回再反射回分光鏡，重新匯聚之后返回激光頭，其中會(huì)有一個(gè)探測(cè)器監(jiān)控兩道光束間的干涉。
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