第2章--激光干涉测量技术-1
激光测量技术
激光测量技术
作者：孙长库
出版年： 2001年
本书系统地介绍了激光测量的基本原理、方法及应用,主要内容包括:激光的基本原理与技术、激光干涉测量技术、激光衍射测量技术、激光准直及多自由度测量技术、激光三维视觉测量技术等。
第一章激光原理及技术
第一节辐射理论概要
第二节激光产生的原理及条件
第三节激光的基本物理性质
第四节高斯光束
第五节稳频技术
第六节激光调制技术
第七节半导体激光器
第二章激光干涉测量技术
第一节激光干涉测量长度和位移
第二节激光小角度干涉仪
第三节激光外差干涉测量技术
第四节激光全息干涉测量技术
第五节激光散斑干涉测量技术
第六节激光光纤干涉测量技术
第七节激光多波长干涉测长技术
第三章激光衍射测量技术
第一节激光衍射测量原理
第二节激光衍射测量方法
第三节激光衍射测量的应用
第四章激光准直及多自由度测量
第一节激光准直测量原理
第二节激光准直仪的组成
第三节大气扰动及激光束漂移
第四节激光准直测量的应用
第五节激光多自由度测量技术
第五章激光视觉三维测量技术
第一节激光三角法测量原理
第二节激光视觉测量的基本原理
第三节激光视觉三维测量技术的应用第六章激光的其他测量技术
第一节激光多普勒(Doppler)测速技术第二节激光扫描测径技术
第三节激光测距技术。
工程类第二章激光干涉测量技术上
智能化测量将提高测量精度和效 率，降低人为误差和操作成本。
添加标题
添加标题展趋势包括实时数据处理、 自动校准和自我诊断功能。
激光干涉测量技术将进一步拓展 应用领域，如智能制造、医疗和 航空航天等。
01
激光干涉测量技术的实际应用案例
激光干涉仪在长度测量中的应用
测量原理：基于激光干涉原理，通过测量干涉条纹的数量来确定长度 应用场景：生产线上的长度测量、精密加工中的定位和测量、科学研究中的长度测量等 优势特点：高精度、高稳定性、非接触式测量等 未来发展：随着激光干涉测量技术的不断进步，其在长度测量领域的应用将更加广泛和精确
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激光干涉仪在振动测量中的应用
激光干涉仪的原理 振动测量中的应用场景 实验结果及分析 未来发展方向
激光干涉仪在光学元件检测中的应用
光学元件检测的必要性 激光干涉仪的工作原理 激光干涉仪在光学元件检测中的应用案例 激光干涉仪在光学元件检测中的优势与局限性
激光干涉仪在表面粗糙度测量中的应用
激光干涉仪的工作原理 表面粗糙度测量的重要性 激光干涉仪在表面粗糙度测量中的应用案例 激光干涉仪在表面粗糙度测量中的优势与局限性
远程测量：激光干涉测量技术可以实现远程测量，无需直接接触被测物体，具有广泛的应用前景。
抗干扰能力强：激光干涉测量技术具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的环境下实现稳定的测量。
缺点
设备成本高昂 对环境条件要求较高 测量精度易受干扰影响 需要专业操作人员和维护
01
激光干涉测量技术的发展趋势
高精度测量
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激光干涉测量技术
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激光测量技术总结
激光测量技术第一章 激光原理与技术1、简并度：同一能级对应的不同的电子运动状态的数目；简并能级：电子可以有两个或两个以上的不同运动状态具有相同的能级，这样的能级叫 简并能级2、泵浦方式：光泵浦，电泵浦，化学泵浦，热泵浦3、激光产生三要素：泵浦，增益介质，谐振腔阀值条件:光在谐振腔来回往返一次所获得光增益必须大于或者等于所遭受的各种 损耗之和.4、He-Ne 激光器的三种结构：【主要结构：激光管（放电管，电极，光学谐振腔）+电源+光学元件】 1）内腔式；2）外腔式；3）半内腔式5、激光器分类：1）工作波段：远红外、红外激光器；可见光激光器；紫外、真空紫外激光器；X 光激光器2）运转方式：连续激光器；脉冲激光器；超短脉冲激光器6、激光的基本物理性质：1）激光的方向性。
不同类型激光器的方向性差别很大，与增益介质的方向性及均匀性、谐振腔的类型及腔长和激光器的工作状态有关。
气体激光器的增益介质有良好的均匀性，且腔长大，方向性 ，最好！例1：对于直径3mm 腔镜的632.8nmHe-Ne 激光器输出光束，近衍射极限光束发散角为2）激光的高亮度。
3）单色性。
激光的频率受以下条件影响：能级分裂；腔长变化←泵浦、温度、振动4）相干性：时间相干性(同地异时)：同一光源的光经过不同的路径到达同一位置，尚能发生干涉，其经过的时间差τc 称为相干时间。
相干长度： 例 : He-Ne laser 的线宽和波长比值为10-7求Michelson 干涉仪的最大测量长度是多少？ 解： ，最大测量长度为Lmax=Lc/2=3.164m 。
空间相干性（同时异地）：同一时间，由空间不同的点发出的光波的相干性。
7、相邻两个纵模频率的间隔为谐振腔的作用：（1）提供正反馈；（2）选择激光的方向性；（3）提高激光的单色性。
例 设He-Ne 激光器腔长L 分别为0.30m 、1.0m,气体折射率n~1,试求纵模频率间隔各为多少?8、激光的横模：光场在横向不同的稳定分布，激光模式一般用TEMmnq 表示原因：激活介质的不均匀性，或谐振腔内插入元件（如布儒斯特窗）破坏了腔的旋转对称性。
激光干涉测长技术
8
辩向干涉系统 如图所示为泰曼——格林型旳偏振干涉系统，其特点是用一偏振分束 器替代常规旳分束板，并在干涉仪旳不同部位安顿了某些不同旳偏振器件 （在照明系统中安顿一1/2波片，在参照光路和测量光路中各安顿一1/4波 片，而在接受部分安顿一检偏振器）。图中由He-Ne激光器输出旳线偏振 光入射到1/2波片上，1/2波片能够绕光轴旋转，以使经它出射旳偏振光振 动方向定位在任何所需旳方向上。偏振分束器旳作用是把输入旳偏振光按 偏振方向分束，使测量光束和参照光束偏振方向相互垂直。
3、2、4 、1 ；反向移动时，脉冲排列顺序为1 、 4、2、3、 1，如
图所示。在逻辑电路上可根据脉冲1旳背面是1或4来鉴别正向加脉冲 或反向减脉冲，并分别逆入加脉冲旳“门”或减脉冲旳“门”中去， 从而可得到总旳加脉冲或减脉冲信号。
判向电路除提升了仪器旳 抗干扰能力外，还把一种周期 旳干涉条纹变化（即亮暗变化 一次）变成四个脉冲输出信号。 所以在测长时，当条纹变一条 时，可逆计数器显示4个脉冲 数，这等于把条纹4细分了， 常称四倍频计数。此时每一脉 冲代表λ/8旳移动量，所测得 旳长度
第六章 激光干涉测长技术
自从1823年杨氏（Thomas Young）首先用试验措施研究光 旳干涉现象以来，对光干涉旳本质及其应用研究已延续近223 年旳历史。激光旳出现和计算机技术，微电子技术旳发展给光 干涉技术注入了新旳活力，并已成为当代光学中一种主要旳分 支。激光干涉测量技术不但被广泛用于对物体长度、角度、形 状、位移等几何量旳测量，还可利用其测量原理对物理量（如 形变、速度、振动等）及光学系统特征（如象差，光学传递函 数）等进行测量。
（2）析光镜上经常产生非期望光线。
析光板产生旳非期望光线
● 动条纹：除了在析光板镀膜面上分裂而成旳两条期望旳相干 光线1、2处，还可能产生光线3和4，其光强虽代于前者，若所形成条 纹旳间隔合适还是足以觉察出来，它和期望旳干涉图样一样，也会伴 随反射镜旳平移而运动。
激光干涉测量物体形状与运动的技术要点
激光干涉测量物体形状与运动的技术要点激光干涉测量技术是一种非接触式的测量方法，通过测量激光光束与物体表面的干涉现象，可以实现对物体形状和运动的精确测量。
在工业制造、医学影像、地质勘探等领域中，激光干涉测量技术被广泛应用。
本文将介绍激光干涉测量物体形状与运动的技术要点。
一、激光干涉测量原理激光干涉测量原理基于光的干涉现象，通过测量光程差来计算物体的形状和运动。
当激光光束照射到物体表面时，一部分光被反射回来，与原始光束发生干涉。
干涉产生的光强分布与物体表面的形状和运动状态有关。
通过分析干涉光强分布的变化，可以得到物体的形状和运动信息。
二、激光干涉测量的关键技术1. 激光光源的选择激光光源是激光干涉测量的关键组成部分。
常用的激光光源有氦氖激光器、二极管激光器等。
选择合适的激光光源要考虑到测量的精度、测量距离和成本等因素。
同时，激光光源的波长也会影响测量的精度，需要根据具体应用需求进行选择。
2. 干涉图像的获取干涉图像的获取是激光干涉测量的关键步骤。
传统的方法是使用像素平面干涉仪进行图像的获取，但这种方法需要较长的曝光时间，不适用于快速运动的物体。
近年来，高速相机和图像处理技术的发展使得实时获取干涉图像成为可能，大大提高了测量的效率和精度。
3. 相位解析与计算干涉图像中的光强分布与物体表面的形状和运动状态有关，通过分析图像中的相位信息可以得到物体的形状和运动信息。
相位解析与计算是激光干涉测量的核心技术之一。
常用的相位解析方法有空间相位解析法、频率调制法等。
相位计算的过程中需要考虑到相位的非线性变化和噪声的影响，采用合适的算法可以提高测量的精度。
4. 测量误差的分析与校正激光干涉测量中存在着各种误差，如光源的不稳定性、环境震动等。
对测量误差的分析与校正是保证测量精度的重要环节。
常用的误差分析方法有误差传递法、误差补偿法等。
通过合理的误差校正方法，可以提高测量的准确性和稳定性。
三、激光干涉测量技术的应用激光干涉测量技术在工业制造、医学影像、地质勘探等领域中有着广泛的应用。
激光干涉位移测量技术
激光干涉位移测量技术张欣(2015110034)摘要：为了实现纳米级以上分辨力位移的测量研究，利用激光干涉位移测量技术可以达到纳米级分辨力，其具有可溯源、分辨力高、测量速度快等特点，是目前位移测量领域的主流技术。
本文对目前主要的激光干涉位移测量技术进行了分类介绍，并对各种干涉仪的特点进行了分析，最后介绍了激光干涉位移测量技术的国内外发展现状和趋势。
关键词：纳米级；激光干涉；位移测量；1引言干涉测量技术（interferometry ）是基于电磁波干涉理论，通过检测相干电磁波的图样，频率、振幅、相位等属性，将其应用于各种相关的测量技术的统称。
用于实现干涉测量技术的仪器被称为干涉仪。
在当今多个科研领域，干涉测量技术都发挥着重要的作用，包括天文学，光纤光学，以及各种工程测量学。
其中由于上个世纪60年代激光的研制成功，使得激光干涉测量技术在各种精密工程领域得到了广泛的应用。
它的基本功能是将机械位移信息变成干涉条纹的电信号，再对干涉条纹进行调理和细分，进而获得所需要的测量信息。
整个激光干涉测量系统中主要的组成部分有光电转换、信号调理、信号细分处理。
1.1激光干涉仪分类激光干涉仪是以干涉测量为原理，利用激光作为长度基准，对数控设备（加工中心、三坐标测量机等）的位置精度（定位精度、重复定位精度等）、几何精度（抚养扭摆角度、直线度、垂直度）进行精密测量的精密测量技术。
由于激光具有波长稳定、波长短、具有干涉性，使得激光在现代光电测量系统中占据了重要的地位，尤其是在激光干涉测量系统中。
下面介绍激光干涉仪测量原理以及激光干涉仪。
光的相长干涉和相消干涉：图1.光的相长以及相消干涉如果两束光相位相同，光波会叠加增强，表现为亮条纹，如果两束光相位相反，光波会相互抵消，表现为暗条纹。
图1.1就是光的相长以及相消干涉，而激光干涉仪主要依据的原理就是激光的干涉产生明亮条纹并将其转换成相关的电信号，从而获取所需要的位移信息。
整个光电系统中激光干涉仪是最重要的组成部分，虽然目前市场存在各式的激光干涉仪，但从其工作的基本原理上来说，主要可以分为单频激光干涉仪以及外差激光干涉仪两种基本类型。
激光干涉测量技术(共39张PPT)
1、激光比长仪 激光比长仪采用激光器作光源，通过光波干预比长的方法来检定基准米尺， 即通过激光干预仪实现基准米尺和光波波长比较。由于激光波长具有高度的 稳定性，其复现精度可达±5x10-8以上，所以可用激光波长作长度基准。同 时，激光干预仪的输出信号易于实现光电转换，这样就提供了实现动态自动 测量的可能性，从根本上解决了检定基准米尺的精度与效率的问题。
此干预仪的水平位移测量半径为25m,测量倾斜角为 ±45º，目标镜最大移动速度为2m/s，测量分辨力为 0.1µm。
8
2
➢ 激光干预测长的应用
3、激光小角度干预仪
激光小角度干预仪是利用激光干预测位移和三角正弦 原理来测量角度的仪器。左图是激光小角度干预仪测 角原理图。激光器1发出的激光光束经分光镜3分成两 路，一路沿光路a射向测量棱镜2，一路沿光路b射向参 考镜4。当棱镜在位置I时，沿光路a前进的光束经角锥 棱镜反向后，沿光路c射向反射镜5，并沿原路返回至 分光镜，与从b路返回的参考光束会和而产生干预。当 棱镜移动到位置II后，沿光路a前进的光束由于棱镜II 及平面反射镜的作用，使它们仍按原路返回，不产生 光点移动，从而干预图形相对接收元件的位置保持不 变。根据干预测位移原理可以测出角锥棱镜在位置I和 位置II的位移H，假设棱镜转动半径R，便可根据三角 正弦关系求出被测角α。位移为：H=Kλ/4， α=arcsinH/R，式中，R为棱镜转动半径。
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1 概要
2 激光干预测量长度和位移 3 激光外差干预测量技术 4 激光移相干预测量技术 5 激光散斑干预测量技术 6 激光光纤干预测量技术
7 激光多波长干预测量技术
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3 ➢ 为什么要用激光外差干预？
一般单频激光干预仪精度较高，但在测量时对环境有较高要求，不允许干预仪两臂 的光强有较大变化，干预条纹光强的变化总要以计数器平均触发电平为中心对等分 布，如图〔a〕所示。
第2章 -激光干涉测量技术-2解读
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2
激光干涉测量长度和位移
激光器1发出的光束经反射 镜12转折90º ； 经平行光管11扩束成直径 约5mm的平行光； 再经反射镜10射向分光移 相镜9分成两束； 一路反射，射向棱镜6； 另一路经反射镜2反射，射 向直角棱镜4； 直角棱镜6和4与正弦臂7绕 轴5同步旋转；两路光束经 直角棱镜6和4反射后又射 向直角棱镜8和3。
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激光外差干涉测量技术
塞曼（Zeeman）双频激光干涉仪
这束光返回后重新通过偏振分光镜，并与频率为 f1的返回光会和，然后被直角棱镜M3反射至检偏 器P2上产生拍频。
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激光外差干涉测量技术
塞曼（Zeeman）双频激光干涉仪
拍频信号频率为f1-(f2 ±∆f),拍频信号被光电探测 器D2接收后进入前置放大器，经过滤波放大后送 到混频器。
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第2章 激光干涉测量技术
1 概要
2
激光干涉测量长度和位移 3 激光外差干涉测量技术 4 激光移相干涉测量技术 5 激光散斑干涉测量技术 6 激光光纤干涉测量技术
7 激光多波长干涉测量技术
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激光外差干涉测量技术
为什么要用激光外差干涉？
一般单频激光干涉仪精度较高，但在测量时对环境有较高要求，不允 许干涉仪两臂的光强有较大变化，干涉条纹光强的变化总要以计数器 平均触发电平为中心对等分布，如图（a）所示。
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激光干涉测量长度和位移
装在横梁上的双管差动式动态光电显微镜10作瞄准被检测尺上的刻线用 。当工作台11运动，即基准尺的刻线通过光电显微镜的两个狭缝时，刻 线影像被光电探测器15接收，转换成电脉冲，作计算机开始计数和终止 计数的指令信号。计算机的计算结果送入显示器和打印机。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统
(2)激光干涉仪常用的分光方法 a. 分波阵面法；b. 分振幅法；c. 分偏振法
。
v c. 分偏振法：在偏振干涉在空气中的波长。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成 v 一个完整的激光干涉仪主要组成部分有：激光干涉仪光路系统、
干涉条纹计数和处理测量结果的电子系统及机械系统。 (一)干涉仪光路系统 干涉仪光路系统主要包括光源、分束器和反射器。 (1)激光干涉仪常用的光源 因为He-Ne激光器输出激光的频率和功率稳定性高，它以连续激励 的方式运转，在可见光和红外光区域里可产生多种波长的激光谱线 。所以，He-Ne激光器特别适合于作相干光源。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统 (4)典型的光路布局 在激光干涉仪光路设计中，一般应遵循“共路原则”，即测量光束 与参考光束尽量走同一路径，以避免大气等环境条件变化对两条光 路影响不一致而引起测量误差。同时，根据不同应用需要，要考虑 测量精度、条纹对比度、稳定性及实用性等因素。下面介绍几种从 不同角度 考虑的典型光路布局。
镜与被测对象固联，参考反射镜固定不动，当目标反射镜随被测 对象移动时，两路光束的光程差发生变化，干涉条纹将发生明暗 交替变化。若用光电探测器接收某一条纹，当被测对象移动一定 距离时，该条纹明暗交替变化一次，光电探测器输出信号将变化 一个周期，记录信号变化的周期数，便确定了被测长度。 v 以迈克尔逊干涉仪为例。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉测长的基本原理
v 以迈克尔逊干涉仪为例，如图2.1所示。
v 测量结束时，目标反射镜M2 移过被测长度L后，处于M2’ 的位置。此时两光束的光程差 为：
∆2=2n(Lm+L-Lc)=2nL+∆1
在测量开始和结束这段时间里， 光程差的变化量 d∆=∆2-∆1=2nL 光程差每变化一个波长，干涉条 纹就明暗交替变化一次，则测量 过程中与d∆相对应的干涉条纹变 化次数为：K= d∆/λ0=2nL/λ0
多次反射以提高测量精度的系统或者长光程干涉仪中，此项误 差不可忽略。 b. 角锥棱镜反射器。如右图所示。
角锥棱镜反射器具有抗偏摆和俯 仰的性能，可以消除偏转带来的 误差，是干涉仪中常用的器件。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统 (3)激光干涉仪常用的反射器 a. 平面反射镜；b. 角锥棱镜反射器；c.直角棱镜反射器；d.“猫眼 ”反射器。 c. 直角棱镜反射器
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉测长的基本原理
v 以迈克尔逊干涉仪为例，如图2.1所示。
v 设在测量开始时，一束激光经 过分光器B分成两束，它们经 参考反射镜M1和目标反射镜 M2后沿原路返回，并在分光 点O处重新相遇，两束光的光 程差为：
∆1=2n(Lm-Lc) 式中，n为空气折射率；Lm为目 标反射镜M2到分光点O的距离； Lc为参考反射镜M1到分光点O的 距离。
Ø 为使两列光波叠加后产生稳定的干涉条纹，这两列光波必须满 足三个基本相干条件：频率相同，振动方向相同和恒定的位相 差。
3
概要
Ø 显然，为发生干涉现象，必须利用同一发光原子发出的同一 波列分割出来的两束光波。原子不同时刻发出的两列波，位 相差无规则且频繁变化不会产生干涉。
Ø 两列光波发生干涉的最大光程差等于光波的波列长度，激光 波列长度比普通光源长很多（几十公里）。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统 (2)激光干涉仪常用的分光方法 a. 分波阵面法；b. 分振幅法；c. 分偏振法 b. 分振幅法：把一束光分成两束以上的光束，它们全具有原来波的 波前，但振幅变小了，如迈克耳逊干涉仪。常用的分光器有：平行 平板分光器和立方体分光器，如图2.2（b）所示。
a. 使用角锥棱镜反射器 b. 整体式布局 c. 光学倍频布局 d. 零初始光程差的结构布局
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统
(4)典型的光路布局——a.使用角锥棱镜反射器
这是一种常用的光路布局，如左图所示。 优点：角锥棱镜可使入射光和反射光在空 间分离一定距离，所以，这种光路可避免 反射光束返回激光器。激光器是一个光学 谐振腔，若有光束返回激光器将引起激光 输出频率和振幅的不稳定。同时，角锥棱 镜具有抗偏摆和俯仰的性能，可以消除测 量镜偏转带来的误差。
a. 使用角锥棱镜反射器 b. 整体式布局 c. 光学倍频布局 d. 零初始光程差的结构布局
Ø 在干涉测量中，干涉仪以干涉条纹来反映被测件的信息。干
涉仪将光分成两路或多路，干涉条纹是两路光程差相同点联
成的轨迹，而光程差∆是干涉仪两支光路光程之差，可用下
式表示：
ni,nj分别为干涉仪两支路的介质折射率；
li,lj分别为干涉仪两支路的几何路程差。若
把被测件放入干涉仪的一支光路中，干涉
仪的光程差将随着被测件的位置与形状而
镜M1和M3上都镀有半反半透膜，M1用作 分光器，参考光束经M1反射后在镜M3上 与测量光束叠加，产生干涉。
M1和M3还能做成一体。如左图。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统 (4)典型的光路布局——a.使用角锥棱镜反射器
只用一个角锥棱镜反射器作动镜还可 以组成图2.4（d）所示的双光束干涉 仪，它也是一种较理想的光路布局， 基本上不受镜座多余自由度的影响， 而且光程增加一倍。
若反射镜的曲率中心C’和透镜的中心C重合，那么当透镜和反射镜一起 绕C点旋转时，光程保持不变。“猫眼”反射器的优点是容易加工和不 影响偏振光的传输。在光程不长的情况下也可考虑用平面反射镜代替凹 面反射镜，这样更容易加工和调整。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统 (4)典型的光路布局 在激光干涉仪光路设计中，一般应遵循“共路原则”，即测量光束 与参考光束尽量走同一路径，以避免大气等环境条件变化对两条光 路影响不一致而引起测量误差。同时，根据不同应用需要，要考虑 测量精度、条纹对比度、稳定性及实用性等因素。下面介绍几种从 不同角度 考虑的典型光路布局。
变，干涉条纹随之变化，测出条纹的变化
，便可获得与l或n有关的各种信息。
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第2章 激光干涉测量技术
概要 激光干涉测量长度和位移 激光外差干涉测量技术 激光移相干涉测量技术 激光全息干涉测量技术 激光散斑干涉测量技术 激光光纤干涉测量技术
激光多波长干涉测量技术
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉测长的基本原理 v 激光干涉仪是一种所谓“增量法”测长的仪器，它是把目标反射
对玻璃棱镜相胶合而成，在其中
一块棱镜的胶合面上交替蒸镀氟
化镁和硫化锌镀层。入射光以布
儒斯特角进入介质层，经多次透
射和反射得到高偏振度的S分量反
射光和P分量的透射光。偏振分光
器也可以由晶轴正交的偏光棱镜
组成，如渥拉斯顿棱镜，如图2.2
（c）所示。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统 (3)激光干涉仪常用的反射器 a. 平面反射镜；b. 角锥棱镜反射器；c.直角棱镜反射器；d.“猫眼 ”反射器。 a. 平面反射镜：平面反射镜对偏转将产生附加的光程差。在采用
a. 使用角锥棱镜反射器 b. 整体式布局 c. 光学倍频布局 d. 零初始光程差的结构布局
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统
(4)典型的光路布局——c. 光学倍频布局
为提高干涉仪的灵敏度，可使用 光学倍频（也称光程差放大器） 的棱镜系统，如图2.6所示。
角锥棱镜M1每移动λ/2k，干涉条 纹便发生一次明暗交替变化，k 为倍频系数，图中k=6。 利用光学倍频的干涉系统能用简 单的脉冲计数做精密测量，而无 需进行条纹细分。这种技术还可 使干涉仪结构紧凑，减小温度、 空气及机械干扰的影响。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统 (4)典型的光路布局 在激光干涉仪光路设计中，一般应遵循“共路原则”，即测量光束 与参考光束尽量走同一路径，以避免大气等环境条件变化对两条光 路影响不一致而引起测量误差。同时，根据不同应用需要，要考虑 测量精度、条纹对比度、稳定性及实用性等因素。下面介绍几种从 不同角度 考虑的典型光路布局。
回顾
上一节课： 课程内容简介 v 实例-手持式荧光淬灭特性检测系统 今天主讲内容： 激光干涉测量技术
1
第2章 激光干涉测量技术
概要 激光干涉测量长度和位移 激光外差干涉测量技术 激光移相干涉测量技术 激光全息干涉测量技术 激光散斑干涉测量技术 激光光纤干涉测量技术
激光多波长干涉测量技术
2
概要
Ø 干涉测量是以光波干涉原理为基础来进行测量的一门技术。
如右图所示，直角棱镜反射器的三个 角分别为45º、45º、90º，光入射在斜 面上。它只有两个反射面，加工起来 比较容易。对于垂直入射面的平面偏 振光不受干扰。
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激光干涉测量长度和位移
Ø 干涉仪组成——(一)干涉仪光路系统
(3)激光干涉仪常用的反射器
d. “猫眼”反射器
如右图所示，“猫眼”反射器由一个 透镜L和一个凹面反射镜M组成。反 射镜放在透镜的主焦点上，从左边来 的入射光束聚焦在反射镜上，反射镜 又把光束反射到透镜，并沿与入射光 平行的方向射出，这个作用于反射镜 的曲率无关。
缺点是这种成对使用的角锥棱镜要求配对 加工，而且加工精度要求高。故常采用一 个作为可动反射镜，参考光路中用平面反 射镜作固定反射镜，使用一个角锥棱镜作 可动反射镜。还可采用其他几种光路，如