双波长激光量块干涉仪研制

本文介绍了双波长激光量块干涉仪的工作原理,详细描述了仪器的光学,机械设计以及干涉图象处理和量块中心长度自动判读技术,该干涉仪满足1等量块的测量不确定度要求,目前已用于高等级量块的自动化测量。     

新型移相量块干涉仪的研制

研制了一台用于0.5~100 mm量块测量的新型移相量块干涉仪,分别以波长为633 nm和543 nm的两台稳频激光器作为测量光源,通过一根单模光纤引入到干涉仪内。高精密移相器实现5步移相干涉测量,CCD相机采集干涉条纹并计算干涉条纹小数,被测量块长度采用多波长的小数重合法计算。移相量块干涉仪的测量不确定度达到U=0.015μm+0.07×10~(-6)L(L为量块长度,mm)。     

环境对双频激光干涉仪测量不确定度的影响

双频激光干涉仪使用于不同的环境条件下时，由于空气折射率的变化，会使其测量不确定度受到影响。采用计算法进行修正时，要求正确地测定环境参数，如气压、温度、湿度等。本文对于这些参数的测定精度进行了分析，给出了具体的环境参数测定不确定度。     

"共光路"校准激光干涉仪的测长不确定度

激光干涉仪校准时为了避免引入阿贝误差,通常采用"背对背"测量方法,即标准干涉仪的反射镜与被测干涉仪的反射镜背对背放置,使标准干涉仪与被测干涉仪的光路处于同一直线上.现提出校准激光干涉仪的另一方法,利用同一组分光镜和反射镜,使标准干涉仪与被测干涉仪的光路处于同一光路上,即"共光路"测量方法.这种方法与"背对背"的测量方法相比,具有抗环境干扰的能力强的优点,使由环境条件引入的测量误差最小,其最佳相对测量不确定度优于1×10-7.通过测量数据和标准测量装置的不确定度分析,来评价"共光路"测量方法的优越性.     

激光干涉仪在位置测量中的精度评定

激光干涉仪广泛应用于计量、精密机械测量、航空航天工业等领域,国内拥有量超过数千台.由于激光干涉仪使用者的水平、经验和理解各不相同,因错误的认识产生了错误的理解和操作,导致了错误的测量结果,使激光干涉仪不能发挥应有的作用.对激光干涉仪进行检测过程中的错误理解和操作方法进行了分析,发现有些使用者忽视了激光干涉仪的材料温度传感器和材料温度膨胀系数的不确定度对测量结果的影响,造成了测量结果的不正确.有的使用者在短距离内测量是否需要对空气折射率进行修正的问题也有不同的看法.对上述两个问题进行了理论分析.     

双频激光干涉仪标准装置不确定度分析与表示

本文详细介绍双频激光干涉仪标准装置的不确定度分析与表示.     

双波长激光量块干涉仪减小量块中心长度测量不确定度的措施

该文总结了双波长激光干涉仪研制过程中减小量块中心长度测量不确定度的几项重要措施,该干涉仪对量块中心长度的测量不确定度达到(0.02±0.2L)μm,并已成功应用于高等级量块的自动测量。     

高测速双频激光干涉仪及其性能检测

新型驱动电机和高速传动器件的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1000mm/s，而目前商用外差干涉仪的测量速度不能完全满足这一要求。为此，研制了一种基于5MHz频差双频激光器的高测速干涉仪，理论上的最高测量速度可达1580mm／s。通过实验对测量速度和计数频率进行了检测，结果证明，这种干涉仪可以达到的最高测量速度为980mm／s，外触发计数频率达11kHz。     

激光干涉仪在测长机不确定度评定中的应用

依据测长机校准规范中关于分米刻度尺的校准方法,为了尽可能消除测量过程中的各类误差,保证校准数据真实可靠,本文利用激光干涉仪对测长机分米刻度尺进行示值误差的不确定评定,评定结果小于测长机分米刻度尺误差的三分之一,满足精度要求,可供从事测长机校准工作人员参考。     

基于激光干涉仪的液位计检定装置设计研究

根据液位计的工作原理及JJG 971-2019《液位计》检定规程,本文利用连通管中液位保持等高的特性,以激光干涉仪为主标准器,研制了液位计专用检定装置。同时,提出相应的检定方法进行量值溯源,并对其示值误差进行不确定度评定。结果表明：该装置操作便捷、适用性强,能有效提升检定精度。     

一等大量块(125～1000 mm)检定装置

量块的测量是长度计量的重要基础.文中的装置采用了高精度的633 nm碘稳频氦氖激光器和543 nm热稳频氦氖激光器各一台,分别将不同波长的激光光束入射到典型的迈克尔逊干涉仪中,使放置在测量光路中的量块与平晶研合在一起的组合体和参考镜进行干涉,利用CCD摄像机获取干涉图像,同时测量量块温度及空气折射率(或环境参数),一同输入计算机中进行处理计算得到测量结果.对于125～1000 mm量块的测量难点是保证温度要稳定、均匀、偏离20 ℃的范围要小.为此,设计了可高精度控温的仪器箱,可调节温度到17～23 ℃,温度变化率小于0.01 ℃/h,从而实现量块线膨胀系数的测量.该装置的量块长度测量不确定度达到U99 =0.02 μm+0.2×10-6 L,量块线膨胀系数测量的不确定度可达U99 =0.2×10-6 ℃-1.     

新型零差激光干涉仪测量误差因素分析

介绍了新型零差激光干涉仪的测量原理,实验和理论分析了干涉条纹宽度、激光光强、散斑效应对该激光干涉仪测量误差的影响。结果表明,干涉条纹宽度对振幅测量值影响并不明显,测量误差为0.5%;光强变化引起的振幅测量误差为0.5%,光强较弱会增大测量误差;散斑效应引起的振幅测量误差与透镜参数有关,测量误差为0.4%。该新型零差激光干涉仪可有效降低测振系统对测量环境的要求。     

新型激光干涉仪

ＬＭ－６Ｄ激光干涉测量系统是于１９９８年推出的新型激光干涉仪,一次安装调整能同时测出位置（长度）,Ｘ及Ｙ方向直线度、信仰角、偏摆角和滚动等六个参数值。不仅保持了激光干涉测量精度高的特点,同时实现了多参数同步测量,减少测量时间８０％,大大提高了测量效率。     

激光干涉仪非线性的测量

激光干涉仪和高精度位移传感器的非线性一般为1～5nm,为了对这样的非线性进行测量,必须使用高精度测量方法,并建立高精度测量装置。文中描述了高精度拍频法布里 珀罗激光干涉仪,和利用它对工业激光干涉仪的非线性进行的测量实验。测量范围大于1.3μm,测量不确定度约为2nm。     

用于微位移测量的迈克尔逊激光干涉仪综述

迈克尔逊干涉术测量微位移可实现纳米甚至更高的分辨力,并且具备能直接溯源至激光波长等诸多优点,是目前微位移测量的重要技术手段.以限制迈克尔逊干涉仪品质提高的非线性误差为主要切入点,对目前各种基于迈克尔逊干涉原理的激光干涉技术进行了分类介绍,主要讨论了微位移测量中实现高精度和高分辨率的干涉测量技术,最后展望了激光干涉法测量...     

可调合成波长链绝对距离干涉测量

本文提出一种利用半导体激光器的波长调谐特性实现的可调合成波长链绝对距离干涉测量方法 ,针对不同的待测距离 ,可选择不同的合成波长链 ,完成对待测距离的由粗测到精测的整个过程。文中基于这种方法构建了干涉测量系统 ,该系统利用压电陶瓷调制的在一条直线上的两个双光束干涉仪 ,使待测距离被包含于一个交流信号的相位项中 ,从而使小数条纹的测量转化为相位测量 ,合成波干涉条纹的小数级次由单波长干涉信号的相位测量值计算得到。文中以外尺寸测量为例描述了实验装置 ,实验结果表明 ,在现有的测量系统和实验条件下 ,待测距离小于 5mm时的测量极限偏差优于 2 0μm。     

用数字波面干涉仪快速检测平晶的平行度

文章提出了一种新的检测方法即用数字波面干涉仪检测平晶的平行度.分析了测量不确定度的来源,并对测量不确定度进行了分析评定.与传统的方法相比在保证测量准确度的前提下,大大提高了工作效率.     

一种用于线膨胀系数测量的高稳定性激光干涉系统

介绍了一种可以对材料长度变化进行测量的高稳定性双光程激光干涉系统,由于该干涉系统的测量光路和参考光路具有相似的传播路径,光程差仅由被测试样的长度引起,干涉系统具有较强的抵抗环境温度变化和振动等外界干扰的能力。通过平晶反射膜测量试验,对干涉系统的稳定性进行了验证,结果表明在6. 5 h内测量数据的标准偏差为4. 2 nm。该激光干涉系统可用于材料尺寸变化(如线膨胀系数)的高准确度测量。