激光干涉測(cè)量技術(shù)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-05 02:06本頁(yè)面
【正文】 布里 珀羅 (FabryPerot)光纖干涉儀 又稱 :FP干涉儀 特點(diǎn) : 多光束干涉 , 高靈敏度 用途 : 波長(zhǎng)的精密測(cè)量 光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究 其間隔固定不變 —— 法布里 珀羅標(biāo) 準(zhǔn)具 其間隔可以改變 —— 法布里 珀羅干 涉儀 三、 光纖干涉儀應(yīng)用 準(zhǔn)白光干涉 、壓力 特點(diǎn)： 靈敏度高可達(dá) 186。/h 質(zhì)量輕 ,體積小 ,成本低 結(jié)構(gòu)緊湊 ,可作為制導(dǎo)、 導(dǎo)航用。 167。 激光多波長(zhǎng)干涉測(cè)量系統(tǒng) 傳統(tǒng)干涉儀 : 1) 需要導(dǎo)軌 ,計(jì)時(shí)從始態(tài)到終態(tài)全部過程 ,中間不允 許掉電 . 2) 計(jì)數(shù)時(shí)間長(zhǎng) ,測(cè)量長(zhǎng)度較大時(shí)耗時(shí)時(shí)間長(zhǎng) ,易受環(huán) 境因素的影響 3) 無零位 ,增量式測(cè)量 , 不能測(cè)量絕對(duì)位移 光學(xué)絕對(duì)測(cè)量簡(jiǎn)史 Cd譜線波長(zhǎng)相比較提出了小數(shù)重合法 激光出現(xiàn)以后，基于小數(shù)重合法進(jìn)行無導(dǎo)軌測(cè)長(zhǎng) ， Bourder和 A G． Orszag首先報(bào)導(dǎo)了使用 CO2激光 器進(jìn)行多波長(zhǎng)干涉測(cè)長(zhǎng) ,日本計(jì)量研究所的 H Matsumoto提出了用 He— 單波長(zhǎng)和 HeNe ， 長(zhǎng)度 ， C L． Bourder利用兩支波導(dǎo) CO2激光器，實(shí)現(xiàn)了變波長(zhǎng) 絕對(duì)距離測(cè)量 ，中國(guó)計(jì)量院陳元呂等人制成了以 Zeeman激光為光源的 無導(dǎo)軌測(cè)長(zhǎng)儀 ， H． Kikuta進(jìn)行了半導(dǎo)體激光外差干涉測(cè)長(zhǎng)的研究。 無導(dǎo)軌測(cè)長(zhǎng) . λ i 2 i 一、小數(shù)重合（柯氏干涉儀） 對(duì)于干涉儀其測(cè)量的公式 : L = λ 2 N 如果能夠測(cè)量出條紋間的距離 (細(xì)分 , 相位檢測(cè)等 )則實(shí)際長(zhǎng)度 : L = (m + ε i ) 如果已知道某一長(zhǎng)度的大略范圍 ,例 如量塊 , 用一組已知波長(zhǎng)的光 ,進(jìn)行 測(cè)量的話 ,真值對(duì)應(yīng)的一組已知的 m i 和 ε i ,如果能夠測(cè)出其小數(shù)部分則 , 容易推導(dǎo)出其真值。 測(cè)量的次序 : ε ,所有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng) m及 ε值 ε組進(jìn)行比對(duì) , 如果相同 ,則計(jì)算的所對(duì)應(yīng)的 尺寸 ,即是真值 2 二、合成波長(zhǎng) 小數(shù)重合法時(shí)， 用兩個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量： L = L = λ 1 2 λ 2 2 (m 1 + ε 1 ) (m 2 + ε 2 ) 2L λ 1 2L λ 2 = (m 1 + ε 1 ) = (m 2 + ε 2 ) 2L 2L λ 1 λ 2 = m 1 m 2 + ε 1 ε 2 = m 3 + ε 3 L = λ s = λ1 λ2 2(λ 2 λ 1 ) λ 1 λ 2 λ 2 λ 1 λ (m 3 + ε 3 ) = s (m3 + ε 3 ) if 1 1 PD上的光強(qiáng)為： I = I λ1 + I λ2 = A λ1 2 + B λ1 2 + 2A λ1 B λ1 cosΔφ λ1 + A λ2 2 + B λ2 2 + 2A λ2 B λ2 cosΔφ λ2 A λ1 = B λ1 = A λ2 = B λ2 = A I = 4A 2 + 4A 2 cos 2π QΔφ = λ Δφ λ1 + Δφ λ2 2 cos Δφ λ1 Δφ λ2 2 \ Ι = 4A 2 + 4A 2 cos[( 1 λ 1 + 1 λ 2 )2πΔL]cos[( λ1 λ 2 )2πΔL] = 4A 2 + 4A 2 cos( 2π λ ΔL)cos( 2π λ s ΔL) λ = λ 1 λ 2 λ 1 + λ 2 λ s = λ 1 λ 2 λ 1 λ 2 三、 HeNe干涉測(cè)長(zhǎng) 1 、 波長(zhǎng)分別為： ， 3. 應(yīng)用 λ λ1 λ 五、半導(dǎo)體激光調(diào)頻干涉測(cè)距 假設(shè)， 激光器的波長(zhǎng)跳躍式變化， 初始為 λ， 終態(tài) 為 λ 1 φ 0 = φ 1 = 2π λ 2π λ 1 ? ?? ? ? ?? ? 當(dāng) Δλ成線形變化時(shí)，稱 為線性調(diào)頻 \Δφ = φ 0 φ1 2 = 2π λ ? L r 2π λ 1 1 1 ? L r = ( )2π ? L r = 2π λ s ? ? ? λ s = λ 1 λ λ 1 λ λλ = 1 Δλ λ 2 Δλ 2π ? ? = 2 Δ λ L r 2 當(dāng) Δλ成線形變化時(shí)，稱為線性調(diào)頻 Δλ=at則 Δφ = φ 0 φ 1 2 φ τ = φ 0 Δφ = φ 0 2πL r λ 2 at = φ 0 + 2πft f = L r λ a 所以知道 f大小 , 就能夠測(cè)出 Lr的大小 注意 : 半導(dǎo)體激光器易受溫度和電流大小的影響 , a和波 長(zhǎng)易變化 ,所以常采用雙臂結(jié)構(gòu) : L f r f o = L r L o L o = f o f r r λ 2π λ s 2 = 當(dāng)正弦調(diào)制時(shí) Δλ=asinωt 引起的相位差為： Δφ = 2π ? ? ? = ? ? ? ? ? ? 利用超外差技術(shù)檢相技術(shù)： 先去除雙頻激光的頻差 再檢測(cè)出正弦調(diào)制的相位 : S 2 2 π L ? a sin ω t 2 2 ? 第二章 總結(jié) 主要內(nèi)容 激光干涉測(cè)量的原理及技術(shù) 原理 : I = A + B + 2ABcos 2π λ 技術(shù)原則 : 共路 , 避免激光返回 , 通盤考慮 激光外差干涉技術(shù) 與干涉的區(qū)別與優(yōu)點(diǎn) ,原理 , 其測(cè)量能力 激光全息測(cè)量技術(shù) 激光散斑干涉技術(shù) 激光多波長(zhǎng)干涉測(cè)量技術(shù)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1