单频的激光器它的一个根本弱点就是受环境影响严重,在测试环境恶劣,测量距离较长时,这一缺点十分突出。其原因在于它是一种直流测量系统,必然具有直流光平和电平零漂的弊端。激光干涉仪可动反光镜移动时,光电接收器会输出信号,如果信号超过了计数器的触发电平则就会被记录下来,而如果激光束强度发生变化,就有可能使光电信号低于计数器的触发电平而使计数器停止计数,使激光器强度或干涉信号强度变化的主要原因是空气湍流,机床油雾,切削屑对光束的影响,结果光束发生偏移或波面扭曲。这种无规则的变化较难通过触发电平的自动调整来补偿,因而限制了单频干涉仪的应用范围,只有设法用交流测量系统代替直流测量系统才能从根本上克服单频激光干涉仪的这一弱点。
而双频激光干涉仪正好克服了这一弱点,它是在单频激光干涉仪的基础上发展的一种外差式干涉仪。和单频激光干涉仪一样,双频激光干涉仪也是一种以波长作为标准对被测长度进行度量的仪器,所不同者,一方面是当可动棱镜不动时,前者的干涉信号是介于亮和暗之间的某个直流光平,而后者的干涉信号是一个频率约为1.5MHz的交流信号;另一方面,当可动棱镜移动时,前者的干涉信号是在亮和暗之间缓慢变化的信号,而后者的干涉信号是使原有的交流信号频率增加或减少了△f,结果依然是一个交流信号。因而对于双频激光干涉仪来说,可用放大倍数较大的交流放大器对干涉信号进行放大,这样,即使光强衰减90%,依然可以得到合适的电信号。由于这一特点,双频激光干涉仪可以在恒温,恒湿,防震的计量室内检定量块,量杆,刻尺和坐标测量机等,也可以在普通车间内为大型机床的刻度进行标定,既可以对几十米的大量程进行精密测量,也可以对手表零件等微小运动进行精密测量,既可以对几何量如长度、角度.直线度、平行度、平面度、垂直度等进行测量,也可以用于特殊场合,诸如半导体光刻技术的微定位和计算机存储器上记录槽间距的测量等等。
总之,双频激光干涉仪的优越性主要有以下几点:
1. 精度高 双频激光干涉仪以波长作为标准对被测长度进行度量的仪器。即使不做细分也可达到μm 量级,细分后更可达到n m量级。(安捷伦5530激光干涉仪线性精度能达到0.4PPM)
2. 应用范围广 双频激光干涉仪除了可用于长度的精密测量外,测量角度、直线度、平面度、振动距离及速度等等,还可以分光进行多路测量。
3. 环境适应力强 即使光强衰减 90%,仍然可以得到有效的干涉信号。由于这一特点,双频激光干涉仪既可在恒温、恒湿、防震的计量室内检定量块、量杆、刻尺、微分校准器和坐标测量机,也可以在普通的车间内为大型的机床的刻度进行标定。
美国光动激光干涉仪校准步骤:先近后远,近调上下左右,远调俯仰扭摆。
1、架设好激光头后,先将激光头的左右、俯仰、扭摆居中,再将美国光动激光干涉仪激光头调至水平,在激光头上安装好标准光闸。
2、将线性干涉镜和测量反射镜置于较近位置,调节美国光动激光干涉仪干涉镜与反射镜之间的相对位置,使反射回来的两束光线完全重合,调节三角架使重合后的反射光线进入回光孔,保证五个光强指示灯全亮。此处请勿大范围调节美国光动激光干涉仪激光头上的俯仰和扭摆旋钮,仅限微调。
3、将线性干涉镜与测量反射镜距离最远,根据近、远端光线照射的位置,可判断出激光头发出光线的倾斜方向,扭摆三角架使激光头向倾斜方向的相反方向扭摆,再平移三角架使激光大致照射在干涉镜正中偏上1/2处。查看光闸,若无两束光线返回,则继续扭摆和移动三角架,直至两光点出现,并使两光点相距较近。
4、微调俯仰、扭摆,使两束反射光线完全重合。
5、通过升降三角架和调节美国光动激光干涉仪激光头的左右位置,使重合后的反射光束射入回光孔。
6、查看五个光强指示灯是否全亮,若无,请重复步骤2~5,直至近、远两端位置,五个光强指示灯全亮。
7、美国光动激光干涉仪安放补偿元件,进行线性测量。