單頻激光干涉儀的方案解析

干涉儀是以激光波長(cháng)為已知長(cháng)度、利用邁克耳遜干涉系統測量位移的通用長(cháng)度測量工具。激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。單頻的是在20世紀60年代中期出現的，最初用于檢定基準線(xiàn)紋尺，后又用于在計量室中精密測長(cháng)。雙頻激光干涉儀是1970年出現的，它適宜在車(chē)間中使用。激光干涉儀在極接近標準狀態(tài)(溫度為20℃、大氣壓力為101325帕、相對濕度59%、CO2 含量0.03%)下的測量精確度很高，可達1×10。

單頻激光干涉儀

圖1為單頻激光干涉儀的工作原理。從激光器發(fā)出的光束，經(jīng)擴束準直后由分光鏡分為兩路，并分別從固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)會(huì )合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)，干涉條紋的光強變化由接受器中的光電轉換元件和電子線(xiàn)路等轉換為電脈沖信號，經(jīng)整形、放大后輸入可逆計數器計算出總脈沖數，再由電子計算機按計算式[356-11]

計算式

式中λ為激光波長(cháng)(N 為電脈沖總數)，算出可動(dòng)反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時(shí)，要求周?chē)髿馓幱诜€定狀態(tài)，各種空氣湍流都會(huì )引起直流電平變化而影響測量結果。

單頻激光干涉儀原理圖