He-Ne拍波激光干涉仪的研究

介绍了一种可对大尺寸工件进行无导轨精密测量的方法和装置。装置以双纵模热稳频HeNe激光器为光源。理论及实验均证明该光源的频差有较高的稳定度(室外不低于1×10-7)和强的抗干扰性,拍波频率约为750MHz,拍波长约为400mm。该装置以拍波合成的场强信号的节点为对准标志,以光路组合形成的双频激光干涉仪测量尾数部分。实验表明,该装置的节点定位精度小于0.05mm,尾数测量部分分辨率为0.08μm,整个测量系统可在20m范围内进行精度为±50μm+1.5×10-6·L(L为被测长度,单位为m)的测量。     

大尺寸无导轨激光精密测量仪的研究

介绍了一种大尺寸、无导轨激光干涉精密测量的方法与装置。该测量装置以稳定度较高和抗干扰性强的双纵模热稳频He -Ne激光器为光源 ;以拍波合成的场强信号的节点为对准标志 ;以光路组合形成的双频激光干涉仪测量尾数部分。实验测量结果表明 :节点定位精度小于 0 .0 5mm ,尾数测量部分分辨率为 0 .0 8μm ,整个测量系统在 2 0m范围内的测量精度达± ( 5 0 1.5× 10 - 6 L) μm(L为被测长度 ,单位为m)。     

一种大范围高精度的光电测量装置研究

为解决大尺寸测量的环境性和高精度性的矛盾问题,介绍了一种可用于工业现场大尺寸零件精密测量的装置.该装置以双纵模热稳频He-Ne激光器为光源,其拍频频率约为729MHz,拍频波长约412 mm;以拍频波长为测量基准,拍频波节点(过零点)为对准标志,用粗估的方法获取整数倍拍频半波长的长度,用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪(分辨率为0.08μm)测量最邻近节点到被测点的尾数长度.测试表明,此装置具有很好的环境适应性和同类仪器中最高的频差稳定度.整个测量系统可在0～20 m范围内工作.测量不确定度优于士30μm/10 m.

Abstract：

To balance between environment and precision of large-scale metrology, a large-size measuring equipment that can be applied for industrial locales is introduced. The frequency-stabilized He-Ne laser with thermoregulation is used as the light source, which has the beat frequency about 790MHz and beat wavelength λ=412 μm. This length of integral multiple half beat wavelength is obtained by rough estimation. This mantissa length between the node and the close measuring point is measured with double frequency interferometer, which is combined in the same optical system. The test indicates that the device has a high environment adaptability and highest frequency difference stability among the same kind of great-size devices. The measuring accuracy is better than 30 μm/10 m and the measuring range is 0～20 m.     

无导轨激光干涉仪：大尺寸测量领域的奇葩

激光技术的快速发展为大尺寸精密测量开拓了崭新的领域。近20年来，出现了多种无导轨大尺寸测量方法，其中，受到广泛关注的无导轨激光干涉仪是近年来发展很快的一种先进测量方法。     

大尺寸空间角测量系统光轴指向不确定度评定

由于被测对象相距较远,高精度的公共测量基准难以建立,因此大尺寸空间角测量的难度较大。为了解决大尺寸条件下空间角的现场测量问题,提出一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法。首先,阐述了大尺寸空间角的测量原理并且设计了测量系统。然后,对测量系统中基于二维振镜的光轴指向不确定度进行了研究,重点分析了各类误差对光轴指向不确定度的影响。最后,利用蒙特卡洛仿真对各项误差所引起的光轴指向不确定度进行评定,为光轴跟踪装置的误差分配及其指向精度的现场评估等工作奠定了基础。     

双纵模激光拍频干涉仪的研究

介绍了一种可对大尺寸工件进行无导轨精密测量的系统。以有高稳定性和强抗干扰能力(室外可达10^-7)的双纵模热稳频He-Ne激光器为光源，其拍频约为790MHz，拍频波长约376μm；以节点为对准标志，最邻近节点到被测点的间距用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪测量，分辨率为0．08μm。采用自适应滤波和小波运算大幅度地降低了光电信号噪声，并强化波形。测试表明，测量的不确定度优于30μm／10m，整个测量系统可在0～20m范围内工作。     

校准件端口尺寸测量方法及不确定度分析

文章简单介绍校准件端口尺寸的测量方法,主要分析了影响其测量不确定度的各个因素,并对引入的测量不确定度的各分量进行评定,给出完整的端口尺寸的测量结果。     

激光多普勒技术测量大尺寸直径的研究

介绍了激光多普勒技术用于大尺寸直径测量的原理 ,并据此设计了新型差动激光多普勒大尺寸直径测量系统。采用差动型光学系统并使用声光调制器对测量光束进行调制 ,提高了系统的测量精度。高频信号和低频信号分开处理 ,消除了信号的相互干扰。实验结果反映了系统良好的线性度。线性回归的相关系数达到 0 .9999,相对测量精度为 3× 10 - 4 。     

两点式速度测量仪校准方法研究

深入分析当前两点式速度测量仪校准方法存在的问题,基于两点式速度测量仪的原理,探索出两种准确度高、切实可行的校准方法,并进行了测量不确定度分析,对该类仪器的校准有积极的指导意义.     

双频激光干涉式大尺寸轴径测量仪的研究

采用激光准直仪出射的高稳定光线瞄准和定位吸附在被测工件直径两端点上的两个磁性定位块上的光电接收器,同时使用双频激光干涉仪直接测量出这两个光电接收器中心间的距离,通过几何计算得到被测直径大小.试验表明,该方法测量精度较高,测量系统的相对误差小于5×10-8.     

New aspects of two transverse modes locking with multiple longitudinal modes in a He-Ne laser

The two different types of self-locking in TEM01+ TEM10modes with multiple longitudinal modes were observed in a He-Ne laser. In the locked state of the first type, two transverse modes are locked separately and the relative heights of adjacent pulses change with the measuring position on the modes. In the locked state of the second type, the transerse modes are quenched alternately, and the relative heights of adjacent pulses are the same on any part of the modes.     

基于瑞利激光导星的大气湍流廓线测量仪设计

对基于瑞利激光导星的大气湍流廓线测量系统进行了研究,系统利用脉冲激光在测量区域大气层内不同高度形成信标星,以此测量地面至信标星之间的大气湍流信息。本文在分析瑞利激光导星湍流廓线测试的原理和系统组成基础上,对系统关键参数进行了优化选取,并设计了激光发射系统和差分像移接收系统,最后对系统性能进行评估。结果表明:系统可对地面高度0.2~10 km范围内的大气进行湍流廓线测量,该技术在地基天文观测、星地激光通信、地基激光武器领域具有重要的应用价值。     

Self-locking of transverse higher-order modes in a He-Ne laser

Self-locking of TEM10+ TEM01modes was observed in a He-Ne laser. The laser output was modulated with a frequency difference between two transverse modes. In this case two longitudinal modes operated, and the combination tone due to three of the modes pulled in the fourth.     

基于Matlab的相位式激光测距研究

基于相位式激光测距系统的基本原理和鉴相方法,采用双调制频率的方法解决了测量距离和测距精度之间的矛盾,采用差频鉴相的方法减少电路复杂度。首次基于模块化的思想,运用Matlab的Simulink工具实现了系统的原理分析,对频域数字测相、数字同步解调测相法和自动数字测相法进行了比较。从理论上证明了实现一个高精度、快速相位式激光测距系统的可行性,为下一步实际设备研制奠定了基础。     

基于FPGA的激光多普勒测长仪信号处理算法研究

针对激光多普勒测长仪多普勒频率的准确提取问 题,提出了一种基于FPGA的自适应采样频率的多普勒信号 处理算法。首先通过跟踪多普勒频率实现了采样频率的自适应选择,提高了低速测量的准确 度,扩大了系统的测速 范围;结合了FFT-FS频谱细化算法和比值校正算法,有效减小了测量误差,进一步提高了 多普勒频率提取的准确度; 最终通过多组长度测量实验,验证了算法的可行性,测量结果的相对误差优于0.1%。     

双纵模He-Ne激光器的多普勒测速系统

为了进行高速及超高速测量,提出了一种基于双纵模He-Ne激光器的多普勒测速结构。阐述了双纵模激光多普勒测速的基本原理,设计了系统的光路结构,并运用数字滤波、数字自相关技术对多普勒信号进行处理。理论分析与实验结果表明:双纵模激光多普勒测速系统利用相邻两个纵模的拍频作为基频大大减小了比例因子,解决了系统进行高速及超高速测量的难题;数字滤波去除直流基底和部分噪声;自相关技术进一步抑制噪声,提高了信噪比,便于精确提取多普勒频率。测量了高速转盘上待测点切向运动的速度,测量结果的重复性精度优于0.8%。     

磁调制氦-氖激光器的研究

为了利用磁场强度变化改变激光增益区长度而进行调制的激光器,需在毛细管加粗的情况下,得到不再充满整个光学通道的低气压、小电流收缩正柱。而在现有的He-Ne激光管中这是不可能的。为此,我们将普通同轴式200mm He-Ne激光管放电通道改为圆形、矩形组合的通道,即中部为扁窄矩形,两头为     

单频He-Ne激光器中纵向非均匀磁场的应用

作者用高气压加纵向非均匀磁场的方法作了一系列单频输出的试验，成功地试制出了两台一米单频He-Ne激光器。本文报导了这些试验的数据和测试结果，并从理论上作了初步探讨．     

基于偏振混叠的氦氖激光器纳米测尺系统

提出一种基于偏振混叠的氦氖激光器纳米测尺系统,将双折射元件插入He-Ne激光器谐振腔内产生频率分裂,使激光器变成了频差可调的双频激光器。运用频率分裂、模竞争、双纵模功率调谐等激光物理效应,使用偏振混叠方法和设定浮动阈值,研制了新型的激光器纳米测尺。以激光波长为尺子,具有可溯源性,在没有任何电细分的条件下达到了纳米量级的分辨率,与激光干涉仪的比对实验表明,该系统的分辨率为79 nm,量程为20 mm,线性度为5.8×10-5,标准差为520 nm。     

He-Ne激光器功率调谐位移传感激光器

阐述了一种新型的HeNe激光位移传感器,具有自校准功能以及没有原理上的误差。利用频率分裂技术,将一个纵模间隔分为4个宽度相等的区间,在这4个区间内激光器具有不同的光功率输出。当一个频率移动过这样的一个区间,相当于激光器的一个腔镜移动了λ/8。可移动的反射镜与被测工件相连。这样,一支HeNe激光器变成了一个不用干涉现象的位移传感器,其测量范围可达10mm,测量精度可达0.079μm,并具有判向的功能。