激光干涉仪

激光干涉仪

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功能

激光干涉仪检测数控机床激光干涉仪检测数控机床激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范围大等优点。通过与不同的光学组件结合,可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。在相关软件的配合下,还可以对数控机床进行动态性能检测,可以进行机床振动测试与分析,滚珠丝杆的动态特性分析,驱动系统的响应特性分析,导轨的动态特性分析等,具有极高的精度和效率,为机床误差修正提供依据。

工作原理

激光器发射单一频率光束射入线性干涉镜,然后分成两道光束,一道光束(参考光束)射向连接分光镜的反射镜,而第二道透射光束(测量光束)则通过分光镜射入第二个反射镜,这两道光束再反射回到分光镜,重新汇聚之后返回激光器,其中会有一个探测器监控两道光束之间的干涉(见图)。若光程差没有变化时,探测器会在相长性和相消性干涉的两极之间找到稳定的信号。

激光干涉仪原理激光干涉仪原理若光程差有变化时,探测器会在每一次光程变化时,在相长性和相消性干涉的两极之间找到变化信号,这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。

 

 发展史

1604年开普勒(J.Kepler)写出光学著作,指出光的强度和到达光源距离的平方成反比。并于1611年出版《折射光学》。

1801年托马斯•杨(Thomas Young)用双狭缝实验演示了光的干涉现象,即著名的杨氏双缝实验。

1881年迈克尔逊(Albert.A.Michelson)设计了著名的实验来测量“以太”漂移。当然没测到漂移,由此导致“以太”说的破灭和相对论的诞生。它首次用于干涉仪,以镉红谱线与国际米原器作对比。正是由于他的工作导致后来用光的波长定义“米”。由于他在精密光学仪器、光谱和计量领域的研究工作于1907年获得诺贝尔奖。

1960年Maiman研制成功第一台红宝石激光器,从此开始了光学技术飞速发展的新时代。从此,激光干涉测量被广泛地用于长度、角度、微观形貌、转速、光谱等领域,并和微电子技术、计算机技术集成,成为现代干涉仪。

1982年G.Binning和H.Rohrer研制成功扫描隧道显微镜,1986年发明原子力显微镜,1986年获得诺贝尔奖。从此开始了干涉仪向纳米、亚纳米分辨率和精度前进的新时代。

由于激光具有极好的时间相干性,自问世以来,已研制出多种激光干涉仪:单频激光干涉仪、双频激光干涉仪、半导体激光干涉仪、法布里-珀罗(F-P)干涉仪、X射线干涉仪等。

激光干涉仪是激光在计量领域中最成功的应用之一。利用光的干涉实现测量,具有非接触、无损检测的特点,已经在各个不同领域得到广泛的应用。

应用

激光干涉仪是检定数控机床、坐标测量机位置精度的理想工具,可按照规定标准处理测量数据并输出误差曲线,为数控机床的误差修正提供可靠依据,现场使用尤为方便。

激光干涉仪配有各种附件,可测量小角度、平面度、直线度、平 行度、垂直度等形位误差。

激光干涉仪也是一种高精度位移传感器,可直接用于高精度、大 尺寸的动态位移测量系统。

激光干涉仪具有对光栅、磁栅、线纹尺、感应同步器等精密测量 元件的检测和刻划功能,可按预定的间距自动完成检测和刻划定位。

使用注意事项

1、仪器应放置在干燥、清洁以及无振动的环境中应用。

2、在移动仪器时,为防止导轨变形,应托住底座再进行移动。

3、仪器的光学零件在不用时,应在清洁干燥的器皿中进行存放,以防止发霉。

4、尽量不要去擦拭仪器的反光镜、分光镜等,如必须擦拭则应当小心擦拭,利用科学的方法进行清洁。

5、导轨、丝杆、螺母与轴孔部分等传动部件,应当保持良好的润滑。因此必要时要使用精密仪表油润滑。

6、在使用时应避免强旋、硬扳等情况,合理恰当的调整部件。

7、避免划伤或腐蚀导轨面丝杆,保持其不失油。

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