激光原理與技術(shù)--第六章激光在精密測(cè)量中的應(yīng)用-wenkub.com
2025-01-17 08:22 本頁(yè)面
【正文】 所以并不能完全取代其他的測(cè)量?jī)x。所以中、低頻的相位測(cè)量精度總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高頻信號(hào)的測(cè)相精度。 激光相位測(cè)距 ? 激光相位測(cè)距原理： 相 位測(cè)距是對(duì)發(fā)射的激光強(qiáng)度進(jìn)行余弦型調(diào)制， 光波每傳播一個(gè)調(diào)制周期，相位就變化 2?，相應(yīng)的傳播距離為 ? =cT。遠(yuǎn)距離的空間測(cè)量大都用脈沖法。 一 般在遠(yuǎn)距離的測(cè)距儀中，常見(jiàn)的脈沖光源是固體激光器；近距離的測(cè)距儀則多用半導(dǎo)體激光器。由于其精度高，一 般為毫米級(jí)，為了有效的反射信號(hào)，并使測(cè)定的目標(biāo)限制在與儀器精度相稱(chēng)的某一特定點(diǎn)上。 中長(zhǎng)程激光測(cè)距儀（五至幾十千米）：適用于大地控制測(cè)量和地震預(yù)報(bào)等。 圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射原理示意圖 光的衍射現(xiàn)象 ： 光波在空間傳播遇到障礙時(shí)，其傳播方向會(huì)偏離直線(xiàn)傳播，彎入到障礙物的幾何陰影中，并呈現(xiàn)光強(qiáng)的不均勻分布的現(xiàn)象。 圓孔衍射和愛(ài)里斑 根據(jù)惠更斯 — 菲涅耳原理，同樣可以用半波帶法計(jì)算出各級(jí)衍射條紋的分布。這是因?yàn)檠苌浣窃酱?，分成的波帶?shù)就越大，每個(gè)波帶提供光能的面積就越小，再加上產(chǎn)生明紋的那個(gè)未被抵消的波帶上，各子波到達(dá) P點(diǎn)時(shí)的相位也不相同，其合成振幅會(huì)大大低于中央明紋。 當(dāng) AB sinθ 為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí) 出現(xiàn)暗紋。沿角傳播的各個(gè)子波到 P點(diǎn)的光程并不相同，它們之間有光程差，這些光程差將最終決定 P點(diǎn)疊加后的光強(qiáng)。 根據(jù)惠更斯 — 菲涅耳原理，入射光的波陣面 到達(dá)單縫，單縫中的波陣面上各點(diǎn)成為新的 子波源，發(fā)射初相相同的子波。菲涅爾衍射可由小孔、狹縫等產(chǎn)生。2 激光衍射測(cè)量 學(xué)前導(dǎo)航： ▲ 激光衍射現(xiàn)象類(lèi)型 ▲激光衍射測(cè)量方法 （ 1） 單縫衍射測(cè)量 （ 2） 圓孔衍射測(cè)量 ● 光的衍射現(xiàn)象 觀察光衍射的裝置，通常由三個(gè)部分組成：光源、衍射物（縫或孔等障礙物）、觀察屏。 圖 64 機(jī)械法移相原理圖 激光干涉測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的組成 ? 除了邁克爾孫干涉儀以外，激光干涉測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)還包括激光光源、可移動(dòng)平臺(tái)、光電顯微鏡、光電計(jì)數(shù)器、顯示記錄裝置 ，通過(guò)移相獲得兩路相差 π/2的干涉條紋的光強(qiáng)信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大，整形，倒向及微分等處理 ,可以獲得四個(gè)相位依次相差π/2的脈沖信號(hào)（圖 65）。 ?偏振分光器 (參見(jiàn)圖 66中的 B2)以及由晶軸正交的偏光棱鏡組成如沃拉斯頓棱鏡 。 激光干涉 測(cè)長(zhǎng) 激光干涉測(cè)長(zhǎng) ? 干涉測(cè)量技術(shù)是以光的干涉現(xiàn)象為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量的一門(mén)技術(shù) 干涉測(cè)長(zhǎng)的基本原理 ?1. 激光干涉測(cè)長(zhǎng)的基本光路是一個(gè)邁克爾遜干涉儀 ,如圖 61示 ,用干涉條紋來(lái)反映被測(cè)量的信息。 ?分振幅平行平板分光器和立方棱鏡分光器 :平面反射器、角錐棱鏡反射器（圖 62a）、直角棱鏡反射器（圖 62b）、貓眼反射器（圖 62c） 圖 62 反射器 激光干涉測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的組成 ? ，如圖 63示。 圖 65 判向計(jì)數(shù)原理框圖 激光干涉測(cè)長(zhǎng)儀的構(gòu)成 ? An accurate Michelson interferometer( the core part) ? Laser source( Singlemode helium neon gas laser。按三者相對(duì)位置的不同，可以把衍射分為以下兩大類(lèi)。利用菲涅爾半波帶法可以分析由衍射所產(chǎn)生的圖案。這些子波沿不同的方向傳播并由透鏡會(huì)聚于屏上。 ● 單縫衍射測(cè)量 單縫衍射測(cè)量原理 激光單縫衍射測(cè)量的基本原理是 單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射 。 當(dāng) AB sinθ 為 半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí) 出現(xiàn)明紋。由于明條紋的亮度隨級(jí)數(shù) k增大而降低，使得條
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