第5章激光干涉测试技术
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§4-1 激光干涉测试技术基础
1.2 影响干涉条纹对比度的因素
干涉条纹对比度可定义为
K Imax Imin Imax Imin
式中，Imax、Imin 分别为静态干涉场中光强的最大值和最 小值，也可以理解为动态干涉场中某点的光强最大值和
最小值。
当 Imin = 0时K＝1，对比度有最大值；而当 Imax= Imin时K ＝0，条纹消失。在实际应用中，对比度一般都小于1。
概述：
光学干涉测试技术最初在光学零件和光学系统的检验中 获得广泛应用。
在光学零件面型、平行度、曲率半径等的测量中，斐索 型干涉测量法与在光学车间广泛应用的牛顿型干涉测量 法（样板法或牛顿型干涉法）相比，属于非接触测量。
接触测量存在以下问题：①标准样板与被测表面必须十 分清洁；②清洁工作多拿在手中擦试，由于体温的影响， 影响测试准确度；③样板有一定重量压在被测表面上， 必然会产生一定的变形，尤其是对大平面零件。
a) 样都有度很b，好) 的但对干比涉度场。的c亮) 度也随之减弱。
图4-3 光阑杨孔氏大小干对涉干实涉验条纹只对在比限度制的影狭响缝宽度的情况下，才能看清干涉图样。
由楔形当板采产生用的激等光厚作干为涉图光样源，时则，是因介于为以光上源两上种情况之间。 各点所发出的光束之间有固定的相位
如取对比关度系为，0.9形，成可的得干光涉源条的纹许也可有半固径定的分
LM
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§4-1 激光干r 涉测S 试技术基础
S0
θ
1.2 影响干涉条纹对比度的因素
②光源大小与空间相干性
-f
干涉图样的照度，在很大程度上取决于光源的尺寸，而光 源的由尺平行寸在寸平大干的板小产涉措又生测施会的量，等对中固倾各，然干类涉采可干，取以涉无尽提图论量高图多样4减条么-对2宽小纹比等的光的厚度光干源对有源涉尺比仪尺不中寸同的，扩的其展影光干源响涉图:
入了快出速点增扩长散时函期数。、中心点亮度、光学传递函数等综合光学
1982象年质G.评Bi价nn指in标g和。H.Rohrer研制成功扫描隧道显微镜，
1986年发明原子力显微镜，从此开始了干涉技术向纳米、亚纳
米分辨率和准确度前进的新时代。
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§4-1 激光干涉测试技术基础
1.1 干涉原理与干涉条件
对目视干涉仪可以认为：当K＞0.75时，对比度就算是好 的；而当K＞0.5时，可以算是满意的；当K＝0.1时，条 纹尚可辨认，但是已经相当困难的了。
对动态干涉测试系统，对条纹对比度的要求就比较低。
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K
§4-1
激光干涉1 测试技术基础
在波动光学中，把光通过相干
1 .2①影光源响的干单涉色条性纹与对时间比长间的相度，度波干的I其所列性因实需持质要续素就的时是时间可间，以称（产为其生相对干干应涉时产
光电测试技术
第四章 激光干涉测试技术
哈尔滨工业大学
概述 17世纪后半叶，玻意耳(Boyle)和胡克(Hooke)独立地观察了两
块玻璃板接触时出现的彩色条纹，人类从此开始注意到了干涉
现象。历史进程： 1801特年点托：马斯·杨(Thomas干Y涉o测un试g技)术完成了著名的杨氏双缝实 验，人们具可有更以高有的计测划试、灵有敏度目和的准地确控度制； 干涉现象。 1860年 麦绝按大克光部斯波分分韦的光(干方C式.涉M测ax试w都e是l按l)传非的相播接干电路触光径磁束式场的，理不论会为对干被按涉测用途件技带术来奠表定面了 坚实的理损论伤和基附础加。误差；
M2 M4
b)
图4-10 光学倍频原理图示
M3
15
M1 M’2
§4-1 激光干涉测试技术基础 M2
B
1.5 提高分辨力的方法和干涉条纹的信号处理
②光学相位细分技术
提高干涉仪分辨力，还可利用干涉条纹的相位细分技术。 可以把干涉条纹每变化一个级次，看作相位变化了360°。
从一个干涉条纹变化中得到多个计数脉冲的技术称为相位 细分技术。
1．干涉原理
光干涉的基础是光波的叠加原理。由波动光学知道，两
束相干光波在空间某点相遇而产生的干涉条纹光强分布
为：
位相 差
I I1 I2 2 I1I2 cos 2π L
两光束到达 某点的光程
差
满足 L m 的光程差相同的点形成的亮线叫亮纹。
满足 L (m 1/ 2) 的光程差相同的点形成的暗线叫
激光具有极好的空间相干性，使系可统见中，存在在两的支杂光散强光比很n较
容易形成寄生条纹。
小时，杂散光对条纹对比
解决杂散光的主要技术措施有：度①的光影学响零远件比表两面支正干确涉镀光
增透膜，②适当设置针孔光阑，③的正光确强选不择相分等束的器影。响其要严
中尤以第三点为问题的关键。 重得多。
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1881年分振迈较幅大克式的尔量逊程(范A.围M；ic共h程el干s涉on)设非计共了程干著涉名的干涉实静验态来干涉测量
“以太”在漂精密移测。量、精密加工和实时测控的诸多领域获得广泛应用。 1960分分年波类梅阵：面曼式(Maiman)研制成功第一台红宝石激光器动，态以干及涉 微 电子技另术外和还计可算以机利技用术有的关飞干速涉发图展的，接使收光和学数干据涉处技理术技的术发计展算进
共程干涉仪大致可分为 两类：
共程干涉仪常常借助于部分散射面、双折射晶体、半反
2019/1射0/2 面或衍射实现分束。
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§4-1 激光干涉测试技术基础
1.5 提高分辨力的方法和干涉条纹的信号处理 ①光学倍频技术
分辨力 / 2
/ 2K
B
B
M1
M1
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M2 a)
a /K
M3
集成度高，适合于激光干涉信号的细分。其输出的是模拟 信号，分辨率高达2π/1000，但是鉴相范围较小(±2π)。
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sin
§4-1 激光干涉测试技0 术基础
cos
1.5 提高分辨力的方法和干涉条纹的信号0 处理
④ 干涉条纹计数与判向
(sin)
(cos)超前
(-sin)
(cos)
斐索型干涉测量法中由于样板和被测表面间距较大，必 须用单色光源，一般采用激光光源。
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§4-2 激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
计算例： 2.1 激光斐索型平面干涉测量
1
2
①激光若斐h索＝型5m平m面，干λ＝涉5仪46的.1基nm本，光则路θ和<1原7‘。理
布的比，大普而小通与不光光受源r源限好m 的制得 尺多，f2'寸。激无光h 关的。空激间光相光干源性
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§4-1 激光干涉测试技术基础
1.2 影响干涉条纹对比度的因素
③相干光束光强不等和杂散光的影响
设两支相干光的光强为I2=nI1，则有
图4-4 对比度K与两支干涉光强比n的关系
暗纹，亮纹和暗纹组成干涉条纹。
2019/10其/2 中m是干涉条纹的干涉级次。
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§4-1 激光干涉测试技术基础
1.1 干涉原理与干涉条件
2．干涉条件
通常能够产生干涉的两列光波静必态须稳满定足干三涉个场基的本条相干条件：
频率相同
件
振动方向相同
恒定的位相差
在实际应用中，有时需要有意识地破坏上述条件。比如 在外差干涉测量技术中，在两束相干光波中引入一个小 的频率差，引起干涉场中的干涉条纹不断扫描，经光电 探测器将干涉场中的光信号转换为电信号，由电路和计 算机检出干涉场的位相差。
m
重合后，所有亮纹开
考虑其图4时-1间各相种波干长性干。涉条纹的叠加 λ+Δ
始重合，而在此之前则是彼此分开的。则尚能分辨干涉
条纹的限度为
(m 1) m( )
由此得最大干涉级m＝λ/Δλ ，与此相应的尚能产生干涉条
纹的两支相干光的最大光程差(或称光源的相干长度)为
2
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Hale Waihona Puke (co(-sc)os) 微分电路
(cos)
可
计
逆
1
计
算
2
数
3机
器
4
(cos)滞后
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图4-13条纹移动判向计数(-cos原) 理框图
(cos) (-cos)
3
4
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干涉条纹计数判向电路波形
光电测试技术
§4-2 激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
§4-2 激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
但这种方法容易因反射镜的稍微失调而改变条纹间隔，
2使019输/10/2出信号的位相关系发生变化，引起计数误差。
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§4-1 激光干涉测试技术基础
1.5 提高分辨力的方法和干涉条纹的信号处理 ③ 处理电路细分方法 电路细分方法有多种，如四细分辨向、计算机软件细分、
鉴相法细分等。 综合来看，鉴相法细分的不确定度最小，使用灵活、方便、
格限定测量条件，为采零取，涉适因是当此由的可一保以支护使光措用束施白相，光对否光于则源另干。一涉支场光上束
的干涉条纹是不稳定的错，位因产而生不的能。进这行时精，确得的到测的量信。息这不
类干涉仪，称为非共程是干直涉观仪的。，需要作某些计算才能确
若参考光路和测试光路定经被过测同波一面光形路状，，这如类各干种涉类仪型称的为剪 共程干涉仪。其特点有：切干涉仪。
于是
照度，从而提升了人眼的 K 2 n 对比度灵敏阈值，不利于
1 n m目视观测。
光电测试技术-第5章 激光干涉测试技术(2／6)概要
§5-2 激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
2.1 激光斐索型平面干涉测量 ②影响测试准确度的因素 4）标准参考平板的影响。 标准参考平板参考面M1在干涉仪中是作为测量基准用的， 主要要求是：面形误差小；口径必须大于被测件。 当标准平板口径大于200mm时，其加工和检验都很困难。 为了保证参考平面面形精度：
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第5章 激光干涉测试技术
§5-2 激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
2.1 激光斐索型平面干涉测量 ③激光斐索平面干涉仪用于测量平行平板平行度 1）测量原理 θ h1 设干涉场的口径为D，条纹数 目为m，长度D两端对应的厚 度分别为h1和h2，有
h2
2n(h2 h1 ) m
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第5章 激光干涉测试技术
§5-2 激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
接触测量存在以下问题：
①标准样板与被测表面必须十分清洁；
②清洁工作多拿在手中擦试，由于体温的影响，影响
测试准确度；
③样板有一定重量压在被测表面上，必然会产生一定
的变形，尤其是对大平面零件。
斐索型干涉测量法中由于样板和被测表面间距较大，必 须用单色光源，一般采用激光光源。
平行光在标准参考平板的上表面和被测件的下表面都会 反射一部分光而形成非期望的杂散光。由于激光的相干 性能非常好，这些杂散光叠加到干涉场上会产生寄生条 纹和背景光，影响条纹的对比度。
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第5章 激光干涉测试技术
§5-2 激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
2.1 激光斐索型平面干涉测量 ②影响测试准确度的因素
光电测试技术
第5章 激光干涉测试技术
激光干涉实验的步骤与分析方法
激光干涉实验的步骤与分析方法激光干涉实验是一种经典的光学实验，通过干涉现象分析光的传播和干涉特性。
本文将介绍激光干涉实验的基本步骤和分析方法，帮助读者更好地了解和掌握这一实验。
首先，我们来了解激光干涉实验的基本步骤。
实验前需准备一台激光器和一套所需仪器，如波长计、反射镜和光屏等。
第一步，调整激光器。
将激光器放置在稳定平台上，并仔细调整激光器的位置和角度，使激光能够垂直射出。
同时，调节激光器的功率和频率，以获得所需的光束。
第二步，设置实验装置。
在实验装置的两端分别放置反射镜，将它们固定在合适的位置，使光束在镜面上反射。
可以根据实验需求调整反射镜的角度和位置。
第三步，观察干涉图样。
将一块光屏放置在两个反射镜之间，并将其移动到合适的位置。
当激光束经过反射镜反射后，会形成干涉图样，即明暗相间的光条纹。
通过观察干涉图样的变化，可以分析光的干涉特性。
第四步，调整实验参数。
根据观察到的干涉图样，可以调整反射镜的角度、距离或者倾斜度，进一步改变干涉图样的特性。
通过调整实验参数，可以探索光的干涉现象，并进行更深入的分析。
接下来，我们将介绍激光干涉实验的分析方法。
首先，根据干涉图样的特点，可以计算出光的波长。
通过测量光条纹之间的间距，利用干涉定律和光的传播速度，可以求得光的波长。
这是激光干涉实验中重要的一个参数，也是许多光学实验的基础。
其次，可以利用干涉图样的变化来分析光的相位差。
当实验条件发生变化时，干涉图样会有所调整。
通过观察光条纹的移动、旋转或消失现象，可以推断光的相位差的变化。
这对于研究光的干涉特性和光程差具有重要意义。
此外，还可以利用激光干涉实验进行精密测量。
通过测量光束的相位差，可以获得非常精确的长度测量结果。
这对于一些需要高精度测量的领域非常重要，如光学仪器制造、物体形状测量等。
最后，激光干涉实验还可以用于材料的非破坏性检测。
通过观察光束的反射、折射和绕射现象，可以检测材料表面的缺陷、裂纹或者变形等。
《激光干涉测量技术》PPT课件
P
线偏振光 I
偏振化方向 (透振方向)
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o光 e光
双 折折射射现现象
方解石晶体
CaCO 3
纸面
当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折
光光
射
方解石 晶体
晶体的光轴
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该 方向称为晶体的光轴。
在干涉测量中，干涉仪以干涉条纹来反映被测件的信 息，其原理是将光分成两路，干涉条纹是两路光光程差相 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
式中，nj、ni分别为干涉仪两支光路的介质折射率：li， lj分别为干涉仪两支光路的几何路程差。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 位置与形状而变，干涉条纹也随之变化，测量出干涉条
激光干涉测量技术
干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一 门技术。20世纪60年代以来，由于激光的出现、隔振条件 的改善及电子与计算机技术的成熟，使干涉测量技术得到 长足发展。
干涉测量技术大都是非接触测量，具有很高的测量灵 敏度和精度。干涉测量应用范围十分广泛，可用于位移、 长度、角度、面形、介质折射率的变化及振动等方面的测 量。在测量技术中，常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、马 赫-泽德干涉仪、菲索干涉仪、泰曼-格林干涉仪等；70年 代以后，抗环境干扰的外差干涉仪(交流干涉仪)发展迅速， 如双频激光干涉仪等；近年来，光纤干涉仪的出现使干涉 仪结构更加简单、紧凑，干涉仪性能也更加稳定。
(4)“猫眼”反射器 如下图(c)所示，它由一个透镜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(与反射镜的曲率无关)。若反 别镜的曲率中心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。
激光干涉测量技术PPT32页
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读
物理实验技术中的激光测量方法与技巧
物理实验技术中的激光测量方法与技巧激光测量作为物理实验中一种重要的技术手段，被广泛应用于各个领域。
它以激光的高度准直、高能量、高相干性等特性为基础，结合各种光学器件和信号处理技术，可以实现对物体尺寸、形状、速度、位移等参数的高精度测量。
本文将介绍几种常见的激光测量方法与技巧，以及在实验过程中应注意的问题。
一、激光测距技术激光测距是激光测量中常用的一种方法，它通过测量激光光束发射和接收的时间差，来计算出待测物体与激光发射源之间的距离。
激光测距技术的精度高、响应速度快，被广泛应用于建筑、制造业等领域。
在进行激光测距实验时，首先需要选择合适的仪器设备，如激光测距仪或测距传感器。
其次，要注意激光光束的准直度，可以通过调整光路和使用聚焦镜头来实现。
此外，要合理选择激光波长，根据测量需求选择合适的波长，以避免光线在空气中的散射损失。
二、激光干涉测量技术激光干涉测量技术是一种基于光的干涉原理来进行测量的方法。
它通过光束的干涉，可以实现对光程差、位移、形状等参数的测量。
激光干涉测量技术具有高精度、非接触等特点，被广泛应用于光学元件的测试、微观位移测量等领域。
在进行激光干涉测量实验时，需要注意实验环境的稳定性和光路的精确调节。
实验室内应避免震动和温度变化对实验结果的影响，可以使用防震平台和温度控制设备。
光路的调节要仔细，可以使用反射镜、分束板等器件来调整和分束光路，保证光束的干涉效果。
三、激光散斑衍射技术激光散斑衍射技术是一种利用光的衍射原理进行测量的方法。
它通过分析散斑的形态、强度等信息，可以获取被测物体的表面形貌和光学特性。
激光散斑衍射技术具有测量速度快、非接触等优点，广泛应用于表面粗糙度、液体颗粒浓度等参数的测量。
在进行激光散斑衍射实验时，需要注意光路的调节和测量环境的控制。
光路要保证光束的准直和稳定，可以使用衍射光栅、透镜等器件进行调节。
测量环境要避免空气流动和震动的干扰，可以使用光学隔离器和避免光束直接照射待测物体。
机械振动测量的激光干涉技术原理及其应用
机械振动测量的激光干涉技术原理及其应用一、激光干涉技术概述1.1 激光干涉技术简介激光干涉技术是一种基于激光干涉现象的测量技术，通过利用激光光束的干涉效应，可以实现对目标物体的形状、表面特征以及运动状态等参数的测量。
激光干涉技术具有高精度、非接触和实时性等优势，被广泛应用于机械振动测量领域。
1.2 机械振动测量的意义机械振动测量是研究和评估机械系统动态性能的重要手段。
通过对机械振动的测量和分析，可以了解机械系统的结构特性、工作状态以及可能存在的故障或缺陷。
因此，机械振动测量在机械设计、故障诊断和结构动力学研究等领域具有广泛的应用前景。
二、激光干涉技术测量原理2.1 光的干涉原理光的干涉是指两个或多个光波相互叠加时产生的明暗交替的干涉条纹。
干涉条纹的出现是由于光波的相位差引起的，根据相位差的不同，干涉条纹会呈现出不同的明暗程度。
2.2 激光干涉技术测量原理在机械振动测量中，通常使用Michelson干涉仪或Fizeau干涉仪来实现激光干涉测量。
这些干涉仪利用激光光束的相干性和干涉效应来测量目标物体的振动情况。
激光干涉技术的基本原理是：将激光光束分成两束，分别射向目标物体和参考面，经过反射后再次汇合成一束光。
由于目标物体的振动，其表面会引起光程差的变化，从而产生干涉条纹。
通过对干涉条纹的分析和处理，可以得到目标物体的振动参数。
三、激光干涉技术的应用3.1 机械结构振动测试激光干涉技术可以用于对机械结构的振动进行测量。
通过将激光束射向机械结构表面，并利用干涉条纹的变化来获取结构的振动频率、振幅等参数，从而评估结构的稳定性和振动特性。
3.2 高精度位移测量利用激光干涉技术可以实现对物体位移的测量。
通过测量干涉条纹的移动情况，可以获取物体的位移信息，达到亚微米甚至纳米级的测量精度。
这在精密加工和微观物体测量等领域具有重要的应用价值。
3.3 动态应变测量激光干涉技术还可以实现对物体动态应变的测量。
当物体受到外力作用引起应变时，其表面形状会发生变化，从而改变干涉条纹的分布情况。
基于激光干涉测试技术的表面形貌分析研究
基于激光干涉测试技术的表面形貌分析研究近年来，随着科学技术的不断发展，人们对于表面形貌分析的研究不断深入。
而基于激光干涉测试技术的表面形貌分析技术，因其高精度、高分辨率、高稳定性等特点，已经逐渐成为表面形貌分析方面的一种重要手段。
本文主要讨论如何基于激光干涉测试技术进行表面形貌分析研究。
一、激光干涉测试技术的基本原理激光干涉测试是通过利用激光光学的干涉原理，来对物体表面形貌进行高精度的测量。
首先，将激光光源经过分光器进行分光，形成两束平行的光线。
其中一束经过反射镜反射到物体表面上，另一束则照射到参考镜上。
由于两束光线路径长度差异的存在，使得两束光线到达干涉面时会发生干涉现象。
通过干涉光的强度分布，可以获得物体表面的形貌信息。
一般采用相位移转换技术来提高测量精度。
二、激光干涉测试技术在表面形貌分析中的应用1. 光学元件的表面形貌测量激光干涉测试技术可用于光学元件的表面形貌测量，包括镜片、棱镜、透镜等。
通过不同的反射镜和透镜的组合，可获得物体表面的不同形貌信息，进而用于提高光学元件的制作精度和光学性能。
2. 电子芯片的表面形貌测量激光干涉测试技术可用于电子芯片的表面形貌测量。
电子芯片表面的形貌及粗糙度对芯片性能影响很大，而干涉测量技术可实现对芯片表面的三维测量，包括芯片尺寸、平整度、平坦度等参数。
这些参数的测量结果对于芯片制造和质量控制非常重要。
3. 材料薄膜的表面形貌测量针对材料薄膜的表面形貌测量而言，激光干涉测试技术也有着广泛的应用。
通过测量薄膜表面的波前高度分布和厚度分布，可以得到薄膜材料的质量、粗糙度等重要参数。
4. 机械零件的表面形貌测量除此之外，激光干涉测试技术还可以用于机械零件的表面形貌测量。
这些零件的表面形貌信息直接关系到所使用的机械设备的性能。
因此对于机械零件的形貌信息的快速、准确测量，也成为激光干涉测试技术得以广泛应用的原因之一。
三、激光干涉测试技术的发展与未来趋势随着计算机技术和光电技术的快速发展，激光干涉测试技术的精度、稳定性和测量速度不断提升。
第五讲激光外差干涉测长与测振
主要内容 一、双频激光外差干涉 二、双频激光外差干涉的应用 三、条纹小数重合法原理 四、红外双线氦氖激光绝对干涉测长系统
一、双频激光外差干涉仪
光源: 双频He-Ne激光器
由于
t
0
fdt＝
t
2v
0
所以 L N f dt 在全内腔单频He—Ne激光器上加上约 300 ×10-4T 2 的轴向磁场 2 0
dt＝
0
t
2
t
2 vdt＝ L
由于塞曼效应 1/4波片 和频率牵引效 应，使该激光 双频激光器 f2 器输出一束有 f1 两个不同频率 检偏器 的左旋和右旋 圆偏振光 ，它 f2－f1 们的频率差△V 约为1．5MHz
准直系统 f2
偏振分光镜 v f1 可动角 隅棱镜
f1±Δf
f2 探测器 前置 放大器
1 2 干涉场中某点（x， 1 y） 2 Er 1 cos 2( )t Et 1 cos 2t φ( x,y) 2 2 处光强以低频Δω随 Er Et cos(时间呈余弦变化 2 )t φ( x,y) Er Et cost-φ( x,y)
f1±Δf
数 据 处 理
f2－（f1±Δf）
双频激光器外差干涉测长原理图
工作原理
双频激光器1发出双频激光束
通过1／4波片2变成两束振动方向互相垂直的线偏振 光(v1垂直于纸面，v2平行于纸面) ，
经光束扩束器3适当扩束准直后，光束被分束镜4分为两部分
根据马吕斯定律， 两个互相垂直的 线偏振光在450方 向上的投影，形 成新的同向线偏 振光并产生 “拍”，其拍频 就等于两个光频 之差，即△v＝ v1—v2＝1.5MHz
物理实验技术中的激光干涉测量技巧
物理实验技术中的激光干涉测量技巧激光干涉测量技术在物理实验中被广泛应用，具有高精度、非接触、高速测量等特点。
本文将介绍激光干涉测量技术的原理、常见应用以及相关的技巧。
一、激光干涉测量技术的原理激光干涉测量主要利用激光的波动性以及光的相位差来测量被测量体的形状、振动、位移等参数。
具体而言，激光束从激光器发出后经由光学系统进行整形、调节，并通过分束镜将激光分成两束光线，分别射向被测量体的不同部位。
被测量体上的反射光线再经由反射镜汇聚到合束镜并通过合束镜合并成一束，最终再通过干涉仪的光程差计算出被测物体的形状、位移等参数。
二、激光干涉测量技术的应用1. 表面形貌测量：激光干涉测量技术可以用于测量各种物体的表面形貌，如微观表面粗糙度、形状等。
通过激光干涉测量技术可以获取高精度、非接触的表面形貌信息，对于材料加工、制造工艺等领域具有重要意义。
2. 振动测量：激光干涉测量技术可以用于测量物体的振动状态，如机械结构的振动、声学振动等。
通过激光束的干涉效应可以实时地观测物体的振动状态，并得到相关参数，对于振动分析与控制具有重要意义。
3. 位移测量：激光干涉测量技术可以用于测量物体的位移。
通过激光束的干涉效应可以实时地测量物体的位移，具有高精度、高灵敏度的特点，可以应用于位移传感、结构变形检测等领域。
三、激光干涉测量技术的技巧1. 技术参数的选择：在进行激光干涉测量时，需要根据被测对象的特点选择合适的激光波长、功率、光斑直径等参数。
不同的被测对象需要不同的技术参数来保证测量的准确性和稳定性。
2. 光路设计与调整：激光干涉测量技术中的光学系统是非常重要的，合理的光路设计和调整对于获得准确的测量结果至关重要。
要注意对光路的稳定性、光斑的均匀性、光束的聚焦等问题，以保证测量的精度和可靠性。
3. 干涉信号处理：激光干涉测量所得到的干涉信号含有丰富的信息，但也伴随着一定的噪声。
因此，在信号处理时需要注意对干涉信号进行滤波、放大、数字处理等操作，以提高信噪比和测量精度。
激光干涉测长技术PPT课件
一、激光干涉测长的基准
1975年召开的第十五届国际计量大会“要求国际计量局和 各国研究所继续对这些引起辐射（指甲烷和碘稳定的氦氖激光 波长）进行研究”。
由于稳频技术的进展，甲烷和碘稳定的氦氖激光波长值的 稳定性和再现性都很高，因之有可能取代86Kr的波长而作为长 度的自然基准。在1979年6月召开的国际“米”定义咨询委员 会第六次会议上，已提出了一个“米”定义的建议草案。建议 将“米”定义为“平面电磁波在1/299792458秒的时间间隔内在 真空中传播的距离”。
E02 1 k k ei ei
E02 1 k 2 k cos
于是，两支光强不同引起的对比ki为：
若取k=4，则Ki可达0.8。
2k Ki 1 k
四、非期望光的抑制
那些不反映被测量的光就称为非期望光线或杂光。消除非期望的 光线。采取的措施大致有以下几种：
（1）设计时尽可能减少干涉体系光学零件的数目，以减少不必 要的反射面和产生非期望光线的机会。在不希望反射的界面上镀以增 透膜，镜筒、镜框内表面涂黑漆，以减低非期望光线的强度。
当k=0.1时，条纹可分辨，但很难使仪器正常工作。
2．影响对比度的因素：
（式中：Δυ为光源谱线宽，δ为光程差。
又知，光源的相干长度δΔυ为
1
2
于是，只要干涉系统的光程差等于或小于光源相干长度的四分之一，
即以 1 代入对比度便可达 4 4
§6-2 激光干涉仪设计
一、基本测量公式
迈克尔逊双光束干涉仪测长的公式为（在真空中）
L
N
（“增量法”测长）
2
当介质为空气时，上式变为
N 2nL
0 式中L为被测长度，n是空气折射率，λ0是真空中的波长，N