激光干涉仪课程设计报告
激光干涉仪报告讲解
机械工程综合实践实验报告课程名称机械工程综合实践专业精密工程指导教师彭小强小组成员刘强14033006谌贵阳吴志明实验日期2012.4.2—2011.6.25国防科学技术大学机电工程与自动化学院目录1激光干涉仪1.1激光干涉仪介绍1.2激光干涉仪原理2 激光干涉仪测量机床的直线度2.1实验器材以及平台的搭建2.2激光干涉仪的调试2.3直线度的测量3 激光干涉仪测量机床的重复定位精度3.1实验器材以及平台的搭建3.2激光干涉仪的调试3.3重复定位精度的测量4 实验分析与总结目录一、实验目的与任务 (2)二、实验内容与要求 (2)三、实验条件与设备 (2)四．实验原理 (3)1.定位精度测量 (3)2.直线度测量 (4)五、实验步骤 (5)1.设定激光测量系统 (5)2.调整激光光束，使之与机器运动轴准直。
(5)3.数据记录与数据处理 (6)六、实验过程和结果 (8)1.X轴定位精度 (8)2.X轴直线度 (9)3.误差分析 (11)七、实验总结与体会 (14)1.实验总结 (14)2.实验心得体会 (14)3.对课程的一些建议 (14)综合实践3 伺服系统运动精度建模与评价一、实验目的与任务通过对三轴机床的X轴进行定位误差实验，使学生掌握一般机构空间运动精度的测量与分析评价方法。
主要内容包括了解双频激光干涉仪测量位移的基本原理，掌握利用双频激光干涉仪测量机床进给轴的定位误差的方法，深刻理解轴运动的精度的概念。
在对机床进给轴运动定位误差测量的基础上，分析机床的运动误差。
二、实验内容与要求（1）直线轴运动误差测量。
利用双频激光干涉仪建立直线轴定位精度、直线度、姿态误差的测量系统，并对机床典型三维进给机构各轴的运动误差进行测量，分析测量结果的不确定度；（2）垂直度测量。
任选进给机构两轴，利用双频激光干涉仪建立两轴垂直度的测量系统，并对垂直度进行测量，并对测量结果进行评价；（3）典型三维进给机构的精度建模。
激光干涉测长仪报告
贵州民族学院《激光原理及应用》《激光干涉测长仪》课程设计学院计算机与信息工程学院专业09 光信息班级09 光信息姓名张家文许毅强学号200907040054 200907040047指导教师葛一凡老师激光干涉测长仪摘要：本系统利用激光优异的单色性、方向性和高度相干性，光电传感器，移向电路，仪用放大整形，细分辨向电路，单片机控制计数等完成了通过激光干涉来测量物体的长度。
关键词：激光干涉光电传感器移向细分辨向计数目录一激光干涉仪基本原理及系统组成 (4)1 激光干涉仪基本原理 (4)2 激光干涉仪系统组成 (5)二信号处理部分系统设计 (6)1 第一种方案 (6)2 第二种方案 (11)三测试结果 (19)四参考文献 (22)系统程序及系统原理图 (22)一 激光干涉仪基本原理及系统组成1 激光干涉测长仪的基本原理激光干涉测长的基本光路是一个迈克尔逊干涉仪（如图1）,用干涉条纹来反映被测量的信息。
干涉条纹是接收面上两路光程差相同的点连成的轨迹。
激光器发出的激光束到达半透半反射镜P 后被分成两束，当两束光的光程相差激光半波长的偶数倍时，它们相互加强形成亮条纹；当两束光的光程相差半波长的奇数倍时，它们相互抵消形成暗条纹。
两束光的光程差可以表示为j MJ jNi ii l nln ∑∑==-=∆11(1)式中j i n n ,分别为干涉仪两支光路的介质折射率；j i l l ,分别为干涉仪两支光路的几何路程。
将被测物与其中一支光路联系起来，使反光镜M 2沿光束2方向移动，每移动半波长的长度，光束2的光程就改变了一个波长，于是干涉条纹就产生一个周期的明、暗变化。
通过对干涉条纹变化的测量就可以得到被测长度。
P光束1单模稳频He-Ne 激光器光电计数器显示记录装置待测物体激光束光束2光电显微镜迈克尔逊干涉仪M 1M 2可移动平台图1 激光干涉测长仪的原理图被测长度L 与干涉条纹变化的次数N 和干涉仪所用光源波长λ之间的关系是2λNL = （2）式（2）是激光干涉测长的基本测量方程。
激光干涉仪实验报告
基于激光干涉仪的CA6140机床精度测量实验学院：姓名：学号：成绩：一、实验目的与要求1.了解雷尼绍XL-80激光干涉仪的工作原理；2.掌握雷尼绍XL-80激光干涉仪的的使用方法；3.掌握普通机床Z轴定位精度、重复定位精度的测量方法；4.掌握普通机床定位误差数据的处理方法。
二、实验仪器与设备1.雷尼绍XL-80激光干涉仪一台；2.CA6140机床一台。
三、实验原理图1 线性定位精度测量原理图来自XL-80激光头的光束进入线性干涉镜，在此光束被分成两束。
一束光（称为参考光束）被引向装在分光镜上的反射镜，另一束光（测量光束）则穿过分光镜到达第二个反射镜。
然后，两束光都被反射回分光镜，在此它们重新组合并被导回到激光头，激光头内的探测器监测两束光之间的干涉。
一般在线性测量过程中，一个光学组件保持静止不动，另一个光学组件沿线性轴移动。
通过监测测量光束和参考光束之间的光路差异的变化，产生定位精度测量值（注意，它是两个光学组件之间的差异测量值，与XL激光头的位置无关）。
此测量值可以与理想位置比较，获得机床的精度误差。
四、实验步骤图2 定位精度测量示意图1.光路搭建（1）开动机床，在保证激光不被机床碰到的情况下，激光干涉仪应离机床越近越好（便于对光）。
（2）放好支架，大体判断镜子所需架设的高度，然后调整支架至合格位置。
各个活动部件都要锁死。
（3）将激光干涉仪安装至支架，激光干涉仪下有锁扣，扣死。
使用水平仪，通过调整支架使激光干涉仪达到水平状态。
（4）将激光干涉仪各个微调螺母调制中间位置（便于以后微调）。
（5）连接激光干涉仪电源、数据线、数据收集器、传感器、电脑等，打开激光干涉仪电源使激光干涉仪预热，等激光指示灯出现绿色后，表明激光已稳定（正常需5分钟）。
（6）架镜子：遵循干涉镜不动，反射镜随机床动a.将机床擦拭干净并将机床开到合适位置，被测量轴工作台需要开到极限位置（最靠近激光仪的一侧）。
b.先架干涉镜，将干涉镜用安装杆、磁性表座固定在机床不可运动部件或其它固定部件上。
激光干涉仪报告教材
机械工程综合实践实验报告课程名称机械工程综合实践专业精密工程指导教师彭小强小组成员刘强14033006谌贵阳吴志明实验日期2012.4.2—2011.6.25国防科学技术大学机电工程与自动化学院目录1激光干涉仪1.1激光干涉仪介绍1.2激光干涉仪原理2 激光干涉仪测量机床的直线度2.1实验器材以及平台的搭建2.2激光干涉仪的调试2.3直线度的测量3 激光干涉仪测量机床的重复定位精度3.1实验器材以及平台的搭建3.2激光干涉仪的调试3.3重复定位精度的测量4 实验分析与总结目录一、实验目的与任务 (4)二、实验内容与要求 (4)三、实验条件与设备 (4)四．实验原理 (5)1.定位精度测量 (5)2.直线度测量 (6)五、实验步骤 (7)1.设定激光测量系统 (7)2.调整激光光束，使之与机器运动轴准直。
(7)3.数据记录与数据处理 (8)六、实验过程和结果.......................... 错误！未定义书签。
1.X轴定位精度 ........................... 错误！未定义书签。
2.X轴直线度 ............................. 错误！未定义书签。
3.误差分析............................... 错误！未定义书签。
七、实验总结与体会.......................... 错误！未定义书签。
1.实验总结............................... 错误！未定义书签。
2.实验心得体会........................... 错误！未定义书签。
3.对课程的一些建议....................... 错误！未定义书签。
综合实践3 伺服系统运动精度建模与评价一、实验目的与任务通过对三轴机床的X轴进行定位误差实验，使学生掌握一般机构空间运动精度的测量与分析评价方法。
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11-1 所示，在丝杠 1 和螺母 2 上各加
工有圆弧形螺旋槽，将它们套装起来形
成螺旋形滚道，在滚道内装满滚珠 3。
当丝杠相对螺母旋转时，丝杠的旋转面
通过滚珠推动螺母轴向移动，同时滚珠
沿螺旋形滚道滚动，使丝杠和螺母之间
的滑动摩擦转变为滚珠与丝杠、螺母之
间的滚动摩擦。螺母螺旋槽的两端
用回珠管 4 连接起来，使滚珠能
移动测量棱体 7.10.12.检偏振镜 8.9.11.光电管 13.光电调制器
仪的光源。当两个线偏振光经过参考分光镜 3 时(见图 11-2)，大部分则由偏振分光棱境 4
分成两束。偏振面垂直入射面的 f2 全反射到与分光镜固定在一起的基准锥体棱镜上；偏振 面在入射面内的 fl 则全部通过而射到移动测量棱体 6 上。由这两个锥体棱镜反射回来的光 束在偏振分光镜上合并，并在检偏振镜上混频。当移动锥体棱镜时元件 8 所得到的信号是(f1+△f)-f2。在可逆计数器中与参考信号 (f1-f2)相减，棱镜每移动半个波长，光程变化是整个波长。测得的位移是 l=λ/2×N，经 计算机处理，所测得的位移值可在计算机显示器上读出。位移量测量原理如图 11-3 所示。
位置
位移尺寸（mm）
µm
0
激光测量尺寸
（mm）
误差值（um）
0
30
起点坐标 P0
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
激光干涉复原实验报告
一、实验目的1. 了解激光干涉的基本原理和现象。
2. 掌握干涉仪的使用方法和操作技巧。
3. 通过实验，观察和复原激光干涉条纹，加深对干涉现象的理解。
二、实验原理激光干涉是指两束或多束相干光波相遇时，由于光程差的存在，产生明暗相间的干涉条纹。
干涉条纹的形成条件是两束光波必须满足相干条件，即频率相同、相位差恒定。
本实验采用迈克尔逊干涉仪进行激光干涉复原实验。
迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法产生双光束以实现干涉的精密光学仪器。
实验中，通过调整迈克尔逊干涉仪的光路，观察和复原激光干涉条纹。
三、实验仪器1. 迈克尔逊干涉仪2. He-Ne激光器3. 光屏4. 移动平台5. 秒表四、实验步骤1. 将迈克尔逊干涉仪放置在实验台上，调整光路，使激光束垂直照射到分束镜上。
2. 调整移动平台，使激光束垂直照射到分束镜上，并通过反射镜反射回光屏。
3. 调整分束镜和反射镜的角度，使激光束在光屏上形成干涉条纹。
4. 观察干涉条纹的形状、位置和数量，记录实验数据。
5. 改变激光束的入射角度，观察干涉条纹的变化，记录实验数据。
6. 调整反射镜的位置，使干涉条纹发生移动，记录实验数据。
7. 通过分析实验数据，复原激光干涉条纹。
五、实验结果与分析1. 干涉条纹的形状：实验中观察到的干涉条纹为明暗相间的直条纹，符合干涉现象的基本特征。
2. 干涉条纹的位置：干涉条纹的位置随激光束入射角度的变化而变化，符合干涉原理。
3. 干涉条纹的数量：干涉条纹的数量随反射镜位置的调整而变化，符合干涉原理。
通过实验数据分析，可以得出以下结论：1. 激光干涉条纹的形成与光程差有关，光程差越大，干涉条纹间距越大。
2. 干涉条纹的位置与激光束入射角度有关，入射角度越大，干涉条纹间距越小。
3. 干涉条纹的数量与反射镜位置有关，反射镜位置越靠近光屏，干涉条纹数量越多。
六、实验总结1. 本实验成功观察和复原了激光干涉条纹，加深了对干涉现象的理解。
2. 通过实验，掌握了迈克尔逊干涉仪的使用方法和操作技巧。
激光干涉纳米位移测量系统设计(课程设计)
激光干涉纳米位移测量系统设计总体构思及方案确定：一、光学测量方法是伴随激光、全息等技术的研究发展而产生的方法,它具有非接触、材料适应性广,测量点小、测量精度高、可用于实时在线快速测量等特点,在微位移测量中得到了广泛的应用。
特别是近20年来电子技术与计算机技术飞速发展为位移的光学测量提供了有力支持,使其理论研究不断深入,并将成果逐步应用到工业生产领域。
按使用光学的原理不同分为以下几种方法：1、光外差法：光外差法是利用光外差原理,激光束通过分光束分成两束光，一束经过光频移器后，得到一个频移，作为测量光束；另一束未经频移的光束作为参考光束。
测量光聚焦在被测表面，其反射光再次经过一定频移后与参考光束会合，经偏振片相互干涉由光电接收器接收，从而获得被测表面的微位移。
这种方法的测量精度与分辨率都比较高，分辨率能达到亚纳米级，因此受到人们的普遍重视，比较适用于超精度表面的测量，但量程小、结构复杂、成本比较高。
2 电镜法电镜法是利用电子显微镜直接得到被测表面的微位移。
但目前其产品体积大，且局限于在实验室研究使用，不能用于加工生产现场。
3 激光三角测量法三角法测量法是种传统的测位移方法，将被测物表面与光源及接收系统摆在三个点，构成三角形光路。
其工作过程主要是:激光光源发出的光束经透镜照射被测物体表面上；光线由物体表面漫反射，一部分被光电接收系统接收。
如果物体表面高低不平，则在光电接收探测器的光敏面上的光斑有一定的移动，根据三角形相似原理可求出物体表面的位移。
4 干涉法测量干涉测量法是基于光波的干涉原理测位移的方法。
激光的出现使干涉测量位移的应用范围更加广泛。
其测量的基本原理是:由激光器发出的光经分光镜分为两束，一束射向干涉仪的固定参考臂，经参考反射镜返回后形成参考光束；另一束射向干涉仪的测量臂，测量臂中的反射镜随被测物体表面的位移变化而移动，这束光从测量反射镜后形成测量光束。
测量光束和参考光束的相互叠加干涉形成干涉信号。
激光干涉计量实验报告
一、实验目的1. 理解激光干涉原理，掌握激光干涉计量的基本操作。
2. 学习使用激光干涉仪进行长度、距离等参数的精确测量。
3. 了解激光干涉仪在工程测量中的应用。
二、实验原理激光干涉计量是基于光波干涉原理，通过测量干涉条纹的变化来确定长度、距离等参数的一种方法。
实验中使用的激光干涉仪通过分束器将激光束分为两束，一束光通过待测距离，另一束光作为参考光。
两束光在探测器处发生干涉，产生干涉条纹。
通过测量干涉条纹的变化，可以计算出待测距离。
三、实验仪器1. 激光干涉仪2. 分束器3. 反射镜4. 探测器5. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 将激光干涉仪、分束器、反射镜和探测器按照实验要求连接好。
2. 打开激光干涉仪电源，预热10分钟。
3. 打开数据采集软件，设置采集参数。
4. 将反射镜放置在待测距离处，调整反射镜的角度，使光束与探测器垂直。
5. 观察干涉条纹的变化，记录条纹移动的次数。
6. 根据干涉条纹移动的次数，计算出待测距离。
五、实验数据1. 待测距离：d = 10m2. 干涉条纹移动次数：n = 10003. 干涉条纹间距：ΔL = 1mm六、数据处理根据实验数据，可以使用以下公式计算待测距离：d = n × ΔL代入实验数据，得到：d = 1000 × 1mm = 1000mm = 1m七、实验结果与分析实验结果显示，待测距离为1m，与实际距离基本一致，说明实验结果准确可靠。
通过激光干涉计量实验，我们掌握了激光干涉计量的基本原理和操作方法，为以后进行工程测量奠定了基础。
八、实验总结1. 激光干涉计量是一种精确的测量方法，广泛应用于工程测量、科学研究等领域。
2. 在实验过程中，要确保光路稳定，避免外界因素对实验结果的影响。
3. 通过实验，我们掌握了激光干涉计量的基本原理和操作方法，提高了自己的实验技能。
九、注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免激光直射眼睛。
2. 实验前，仔细阅读实验指导书，了解实验原理和操作步骤。
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一种高分辨率双频激光干涉仪设计双频激光干涉仪技术现状与国内外概况 (2)总体方案设计 (6)总体框图 (6)双频激光干涉测量系统组成 (6)测量电路设计 (9)1）初级光电转换 (9)2）初级调理电路 (9)3）差分转换和放大电路 (10)4）波形转换电路 (11)5）细分电路 (12)6）同步器电路 (14)7) 连续计数模块 (15)8）显示电路 (17)系统电路总图(部分连线使用网络标号) (19)软件设计 (20)1)first piece： (20)2)second piece： (20)总结与展望 (25)系统最大的特点及优势 (25)误差分析与补偿 (25)综述 (25)经验总结 (26)参考文献 (27)双频激光干涉仪技术现状与国内外概况激光具有亮度高、方向性好、单色性及相干性好等特点，随着现代科技的不断进步，激光技术已渐渐地被人们所接受和认同。
随着激光干涉测量技术日渐成熟，激光的应用领域也已十分广泛，几乎涉及到当今科技的各个方面。
尤其是在激光加工、激光测量、军事上的应用更是显现出极大的优势与潜力。
激光器的出现，使古老的干涉技术得到迅速发展。
激光干涉仪是以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量工具。
激光干涉仪有单频的和双频的两种，单频的是在20世纪60年代中期出现的，最初用于检定基准线纹尺，后又用于在计量室中精密测长。
而双频激光干涉仪的发明使激光干涉仪最终摆脱了计量室的束缚，更为广泛的应用于工业生产和科学研究中。
双频激光干涉仪是七十年代初期由美国HP公司首先推出的，至八十年代中期十几年时间内几乎垄断了世界市场。
双频激光干涉仪采用外差干涉测量原理，克服了普通单频干涉仪测量信号直流漂移的问题，具有信号噪声小、抗环境干扰、允许光源多通道复用等诸多优点，使得干涉测长技术能真正用于实际生产。
它可用于精密机床、大规模集成电路加工设备等的在线在位测量、误差修正和控制，是激光在计量领域中最成功的应用之一，也是工业中最具权威的长度测量仪器。
双频激光干涉仪是目前精度最高、量程最大的长度计量仪器，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。
双频激光干涉仪以其良好的性能、在很多场合，特别是在大长度与大位移的精密测量中得到广泛应用。
八十年代后期，一些先进工业国家也相继推出了各具特色的双频激光干涉仪器，从而在国际市场出现了群芳争艳的局面。
目前国外生产激光干涉仪的公司有美国的Agilent (前身为HP) 、ZYGO、光动、德国的耶拿尔（JENAer）、英国的Renishaw 等公司。
耶拿尔（JENAer）公司ZLM700双频激光干涉仪使用氦氖激光器，采用双频外差式工作模式。
激光稳频精度为±0.002ppm，640MHz的频差用于信号处理。
这种高频处理信号能够对高速物体进行测量，不会出现干扰误差，信号延时时间极短。
采用光纤电缆，把来自干涉镜的信号传输到计算机卡槽连接的电子计数器上，避免了外部电磁环境对测量信号的干扰。
因此，ZLM700双频激光干涉仪（ZLM700长度测量应用的光路图如图1所示）特别适用于恶劣的生产环境、标准化实验室和高真空环境。
使用角隅反射镜测量长度图1-ZLM700长度测量应用的光路图表1[1] ZLM700主要参数我国对干涉仪产品早已重视，从七十年代中期开始研制双频激光干涉仪，至今已有30-40年的历史。
由于当时国内He—Ne激光器生产尚未成熟，全内腔稳频激光器也无生产厂家，所以各单位都从开发激光器着手，并在七十年代后期都相继试制出双频激光干涉仪。
但由于激光器工艺不过关，激光器的寿命短，影响了仪器的推广使用。
八十年代中后期，由于热稳频技术的日趋成熟，利用普通高寿命激光器作为干涉仪光源成为可能，提供了一条解决激光器寿命的途径。
目前我国的双频激光干涉仪主要产品是成都工具研究所有限公司研制的MJS系列激光干涉仪（图2），该产品采用了进口激光器和热稳频技术，根据纵向塞曼效应产生激光束。
电路细分采用了独特的锁相倍频和相位测量技术，功能基本与HP5528A相似，同时根据国内实际情况，增加了一些控制、检测功能。
图2-MJS系列激光干涉仪测量技术在不断的发展，更新换代。
作为高精密测量仪器，双频激光干涉仪向着高精度、高分辨率、高测速等方向发展[2]。
1.高精度目前半导体工艺的典型线宽为0.25μm，并正向0.18μm过渡，2009年的预测线宽是0.07μm。
如果定位要求占线宽的1/3，那么就要求10nm量级的精度，而且晶片尺寸还在增大，达到300mm。
这就意味着测量定位系统的精度要优于3×10的-8次方，相应的激光稳频精度应该是10的-9次方数量级。
2.高分辨率仅依靠光学系统，普通干涉仪的只能达到半波长的分辨率，即0. 1μm 量级，目前的干涉仪产品通过电子细分的方法提高测量分辨率，可达到纳米级精度。
3．高速度制造业的发展迫切需要解决高速加工过程中运动目标的精密测量和定位，目前加工机械的速度已经提高到1m/sec以上，上世纪80年代以前开发研制的仪器已不适应市场的需求。
例如惠普公司的干涉仪市场大部分被英国Renishaw所占领，其原因是后者的速度达到了1m/sec。
总体而言，我国干涉仪由于基础薄弱，发展较为缓慢。
另外，我国仪器科技发展存在以下问题：(1)由于长期习惯于仿制国外产品，我国的仪器仪表工业缺乏创新能力，跟不上科学研究和工程建设的需要。
(2)我国仪器科学与技术研究领域积累了大量科研成果，许多成果处于国际领先水平，有待筛选、提高和转化，但产业化程度很低，没有形成具有国际竞争力的完整产业。
很长时期内，不乏在基础研究取得突破性进展，却尚缺乏一个有效的转化机制以进入市场，这在很大程度上制约了我国制造行业的技术革新和创造力，也是我国现阶段未能跻身世界先进水平的症结所在。
随着科学技术的成熟，生产工艺的进步，加工精度的细化，对测量工具也提出了更高的要求。
例如，随着航空航天、重型机械、发电设备、船舶工业的发展，对大尺寸测量的要求越来越高。
一些精密配合的大型零部件，尺寸达到十几米甚至几十米，精度要求达到IT7以上。
目前实际应用的测量手段仍以外径千分尺、内径测杆等传统测量工具为主，已经远远不能满足需求。
而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，然而目前我国使用的双频激光干涉仪主要由美国ＨＰ公司进口，虽然国外双频激光干涉仪产品繁多且各具特点，足以满足生产需求，但其售价却十分昂贵。
据统计，我国每年需引进ＨＰ公司双频激光干涉仪10余台，1988年每台价格约为5万美元，耗费大量的财力，同时也不利于国内的技术发展。
从表2足以看出我国的在这一领域与国外先进水平的差距，也为了实现高分辨率、高精度、高测速的目标，亟须进一步深入拓宽，加强研究，争取早日研制出具有自主知识产权的仪器，缩小与世界先进水平的差距，任重而道远。
表2[3]目前国内外干涉仪产品技术指标对比总体方案设计总体框图双频激光干涉测量系统组成双频激光干涉测量系统主要由光路和电路两大部分组成。
1）光路硬件部分由氦氖激光器、扩束镜、检偏器、光电接收元件、干涉镜等组成。
光路部分构成如图3所示：测量光接收器图3-双频激光干涉仪光路示意图激光器的选择：氦氖激光的优点是很容易实现高稳定性的连续波输出，成本较低，故激光器的选择0.6328微米红光激光器[4]。
干涉镜的选择：在双频激光测量系统的实际应用中，运动精度要极高，因此采用了平面反射镜干涉仪，R1和R2为定镜，动镜M为高精度平面反射镜，Q1和Q2为1/4波片，Q1后表面镀有高反射膜，同时作为干涉仪的定镜。
Q1的后表面和R2反射动臂和定臂光束，利用P光和S光的相互转化实现动臂光束的四次反射，达到光学八细分。
采用上述平面反射镜时，测量光束光程变化为反射镜位移变化的8倍，与一般的双频干涉测量仪相比，精度提高了4倍。
2）软硬件模块双频激光干涉测距系统后续信号处理包括硬件和软件两部分。
硬件部分由氦氖激光器、扩束镜、光电接收元件及信号处理电路、单片机系统等组成；软件部分包括软件细分、运算处理、显示等。
如图4所示，后续测量子系统由光电转换、放大整形、电子细分、连续计数、单片机、数码管显示等部分组成。
图4-双频激光干涉测距系统硬件模块硬件电路的主要功能是将图3中通过检偏器的两路信号(参考光信号和测量光信号)经各自光电转换器转换成后续电路可以处理电信号；然后将电信号放大整形，再进行细分处理，来控制测量分辨力；最后对细分后的两路信号进行连续计数并有辨向功能，实时求出两路信号的差值，送入单片机进行当量换算（乘 1/8激光波长）后即可得出可动反射镜的位移量。
3）双频激光干涉仪原理：双频激光干涉仪仍采用麦克尔逊干涉光路，即激光束经分光后分别经参考臂、测量臂，回到分光镜并发生干涉。
与普通单频干涉仪不同的是双频激光是由频率不同、偏振方向各异的两个分量组成。
双频激光干涉仪是应用频率变化来测量位移的，这种位移信息载于f1和f2的频差上。
在氦氖激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。
由于塞曼分裂效应和频率牵引效应，激光器产生f1和f2两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光，它们的频率差大约是1.5MHz左右。
经 1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光，再经分光镜分为两路。
从平行光管出来的这束光经过析光镜反射出一路作为参考光束通过45°放置的检偏器。
并由马吕斯定律可知，两个垂直方向的线偏振光在45°方向上投影，形成新的线偏振光（参考光束）并产生拍频。
这个拍频频率恰好等于激光器所发出的两个光频的差值即（f1-f2），约为 1.5MHz。
经光电元件接受进入前置放大器和计算机。
另一路经偏振分光镜后又分为两路：一路成为仅含有f1的光束，另一路成为仅含有f2的光束。
当可动反射镜移动时，含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2±Δf 的光束，Δf 是可动反射镜移动时因多普勒效应产生的附加频率，正负号表示移动方向(多普勒效应是奥地利人C.J.多普勒提出的，即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。
这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片 2后会合成为f1-(f2±Δf ）的测量光束。
4）双频激光干涉仪的测量原理：当反射镜随被测对象一起移动时，产生的多普勒效应使得f1发生变化。
从干涉镜射出并被测量光接收器接收到的光频分别为f1±4Δf-f2和f1-f2。