zygo激光干涉仪原理
干涉仪原理及使用
干涉仪原理及使用干涉仪是一种用来测量光波干涉现象的仪器。
它基于干涉原理，通过测量光波的干涉条纹来获得一些物理参数，如波长、折射率等。
干涉仪广泛应用于科学研究、工业检测以及精密测量等领域。
干涉仪的工作原理主要是利用光波的干涉现象。
当光波通过不同的光程时，会出现干涉。
光程差越大，干涉现象越明显。
干涉仪通常由两个光学路径组成，其中一个路径与待测物体接触，另一个路径作为参考。
当两个光程的相位发生改变时，就会产生干涉现象。
干涉仪可以分为两种类型：干涉及干涉仪。
干涉光学技术是通过将光源分为两部分，然后重新叠加这两部分光线，从而产生干涉现象。
干涉技术通常使用光栅、分束镜、反射镜等光学元件来控制光程差和相位差。
干涉仪则是将光波分为两束，然后通过干涉现象来测量物理量。
干涉仪的使用主要有以下几个步骤：1.准备工作：首先要确定目标参数需要测量的量值范围和精度要求。
然后选择适当的仪器型号和规格，并进行仪器的校准和调试。
2.搭建干涉仪：将干涉仪的各个光学元件正确组装起来，确保光学路径的稳定性和对齐。
干涉仪通常由光源、分束镜、干涉仪主体、干涉条纹显示和检测系统等组成。
3.调整初始位置：使用调节器件如反射镜、透镜等来调整光路，确保光路的稳定和光线的平行。
通过观察干涉条纹的形状和变化来判断光路的调整是否准确。
4.测量目标参数：根据目标参数的不同，选择合适的测量方式和方法。
比如，使用多普勒干涉仪来测量物体的速度和位移，使用迈克尔逊干涉仪来测量物体的折射率和薄膜的厚度等。
5.数据处理和结果分析：根据测量的数据，进行数据处理和分析，获得所需的物理量。
根据实际需要，可以进行图像处理、统计分析和曲线拟合等操作。
干涉仪的应用非常广泛。
在科学研究领域，干涉仪广泛应用于光学实验、波动光学研究等领域。
在工业检测中，干涉仪可用于测量零件的尺寸、表面粗糙度、形状等参数。
在精密测量中，干涉仪可用于测量光栅、薄膜、干涉仪本身的参数等。
此外，干涉仪还可用于光谱分析、光学显微镜和干涉光刻等领域。
激光干涉仪
激光干涉仪的安装
线性测量的安装
激光头 固定反 射镜 移动反射 镜
线性测量原理
线性测量原理
激光干涉仪通过接受到得激光的明暗条 纹变化，再通过电子细分，从而知道距离的 细微和准确变化。
角度测量的安装
角度测量原理
激光头
直线度测量的安装
直线度测量原理
垂直测量的安装
平面度测量的安装
END
激光干涉仪
关于齿轮的效率 关于齿轮的类型
……
1
激光干涉仪的基本概念
目 录
2
激光及其特点
3
Байду номын сангаас激光的干涉特性
4
激光干涉仪的安装 激光干涉仪的原理
5
激光干涉仪的基本概念
什么是激光干涉仪
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（俯仰扭摆角度， 直线度，垂直度）进行精密测量的精密测量仪器
激光及其特点
激光输出可视为一束正弦波
激光具有三个重要特性
1 2 3
激光波长非常稳定，可以精密测量测量的要求。
激光波长非常短，可以用于高精度测量。（例：雷尼绍xl-80激 光波长为633nm) 激光具有干涉特性。
激光的干涉特性
相长干涉
如果两束光相位相同，光波会叠 加增强，表现为亮条纹。
相消干涉
如果两束光相位相反，光波 会互相抵消，表现为暗条纹。
激光干涉仪测量原理
材料温度 Accuracy: ±0.1 °C
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XC-80的放置
➢XC-80环境补偿单元提供的空气温度传感器安 装在一个带强磁力的圆柱底座上，应尽量靠近 激光光束的测量路径并应大致处于运动轴的中 间位置。避免把传感器安装在局部热源例如电 机或冷气流附近。
➢压力传感器和湿度传感器固定在XC-80环境补 偿单元内。一般情况下，无需测量光路紧邻区 域的气压或相对湿度。但是，相对湿度传感器 应当远离热源或气流。
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线性测量回路
B (固定反射镜)
C (移动反射镜)
输出光 反射光
A (分光镜)
测量光 汇合光
现代集成制造与数控装备研究所 CIMS
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线性测量安装方式
➢固定锥角反射镜与 分光镜通过安装组 件固定在主轴上 ➢移动锥角反射镜通 过安装组件固定在 移动的工作台上 ➢调整激光头、分光 镜、反射镜在一条 直线上
现代集成制造与数控装备研究所 CIMS
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回转轴校准安装方式
➢ XR20安装在回转轴上 ➢ 角度分光镜固定在激
光头与XR20之间 ➢ 调整激光头、分光镜、
XR20在一条直线上
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线性测量安装方式?固定锥角反射镜与分光镜通过安装组件固定在主轴上?移动锥角反射镜通过安装组件固定在移动的工作台上?调整激光头分光镜反射镜在一条直线上现代集成制造与数控装备研究所cims机械与汽车工程学院文档仅供参考如有不当之处请联系本人改正
激光干涉仪原理介绍
——线性测量与回转轴校准
激光干涉仪在物理研究中的应用
激光干涉仪在物理研究中的应用激光干涉仪是一种基于激光的精密测量仪器，具有高精度、高分辨率、高灵敏度、高稳定性等特点。
它可以用于测量光程差、位移、形貌、波前畸变等物理量，在物理学、光学、材料科学、生物医学、机械制造等领域得到了广泛应用。
一、激光干涉仪的基本原理激光干涉仪基于光干涉原理，比较两个光程差的相位差来测量物理量。
其基本结构由激光源、分束器、样品、合束器、检测器等组成。
当激光束照射到分束器上时，会被分成两个光束，一个经过参考光路反射出来，一个经过样品光路或待测光路后反射出来，两个光束再经过合束器合成，形成干涉光。
当待测光路与参考光路的光程差发生改变时，由于光的相干性，干涉光的相位也会发生变化，通过检测器测量干涉光的相位差变化，就可以得到待测光路与参考光路的光程差。
二、激光干涉仪的应用1.表面形貌测量激光干涉仪可以准确地测量物体表面的高度、形状、表面粗糙度等物理量，广泛应用于工业制造、材料科学、光学成像、地质勘探等领域。
例如，研究人员可以利用激光干涉仪测量人类牙齿表面的微小变形，以研究牙齿结构和功能。
2.液体流速测量激光干涉仪可以利用激光束对流体进行横向扫描，通过测量传播到检测器上的干涉光的相位差变化，可以计算出流体的速度分布和流量。
这种方法广泛用于船舶液体流场测试、水利工程流量监测、工业制造过程流体流动分析等领域。
3.纳米位移测量激光干涉仪可以测量物体的纳米位移量，精度可以达到亚纳米级别。
利用这种方法，可以研究纤维、微电子器件、纳米材料等体系的变形、扭转、压缩等运动和变化量。
4.物体加工质量监测激光加工通常需要在线检测来保证工艺质量。
激光干涉仪可以实时、在线监测激光加工过程中物体表面的形貌、位置、尺寸等物理量，避免加工缺陷和误差的出现，提高加工产品的质量和精度。
5.光学元件测试激光干涉仪可以用于测试和监测光学元件的表面粗糙度、形状误差、面内波前畸变等物理量，以确定光学元件的质量和性能。
三、激光干涉仪的发展趋势随着科学技术的不断进步和发展，激光干涉仪将会越来越广泛地应用于科学研究和工业制造等领域。
详解激光干涉仪工作原理
详解激光干涉仪工作原理
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。
双频激光干涉仪是1970 年出现的，它适宜在车间中使用。
激光干涉仪在极接近
标准状态(温度为20℃、大气压力为101325 帕、相对湿度59%、CO2 含量0.03%)下的测量精确度很高，可达1 乘以10。
单频激光干涉仪
图1 为单频激光干涉仪的工作原理。
从激光器发出的光束，经扩束准直后由分光镜分为两路，并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上而产生干涉条纹。
当可动反射镜移动时，干涉条纹的光强变化由接受器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号，经整形、放大后输入可逆计数器计算出总脉冲数，再由电子计算机按计算式[356-11]
计算式
式中λ为激光波长(N 为电脉冲总数)，算出可动反射镜的位移量L。
使用单频激光干涉仪时，要求周围大气处于稳定状态，各种空气湍流都会引起直流电平变化而影响测量结果。
单频激光干涉仪原理图
双频激光干涉仪
图2 为双频激光干涉仪的工作原理。
在氦氖激光器上，加上一个约0.03 特斯。
双频激光干涉仪工作原理
双频激光干涉仪工作原理激光干涉仪是一种高精度的测量仪器，广泛应用于工业、科研等领域。
其中，双频激光干涉仪是一种常见的激光干涉仪，其工作原理是利用激光的干涉现象进行测量。
下面将详细介绍双频激光干涉仪的工作原理。
一、激光干涉仪的基本原理激光干涉仪是利用激光的干涉现象进行测量的仪器。
激光是一种具有高度相干性的光源，当两束激光相遇时，它们会发生干涉现象。
干涉现象是指两束光波相遇时，它们的振幅会相互叠加或相互抵消，从而形成明暗相间的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形态和数量，可以得到被测物体的形态和尺寸等信息。
二、双频激光干涉仪的工作原理双频激光干涉仪是一种利用双频激光进行测量的干涉仪。
其工作原理是将激光分成两束，分别经过两个不同的光路，然后再将它们合并在一起。
由于两束激光的频率不同，它们在合并时会发生干涉现象，形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形态和数量，可以得到被测物体的形态和尺寸等信息。
三、双频激光干涉仪的具体实现双频激光干涉仪的具体实现是将激光分成两束，分别经过两个不同的光路，然后再将它们合并在一起。
其中，一束激光经过一个可调谐的光学器件，如光栅或波长分复用器，使其频率发生变化。
另一束激光则不经过光学器件，频率保持不变。
两束激光再经过一个分束器，将它们分成两束，分别经过两个不同的光路。
其中一条光路是参考光路，另一条光路是测量光路。
参考光路中的激光束与测量光路中的激光束在被测物体上发生干涉，形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的形态和数量，可以得到被测物体的形态和尺寸等信息。
四、双频激光干涉仪的应用双频激光干涉仪广泛应用于工业、科研等领域。
在工业领域，它可以用于测量机械零件的尺寸、形态等信息，以及检测机械零件的表面质量。
在科研领域，它可以用于测量微小物体的形态和尺寸等信息，以及研究光学干涉现象等。
总之，双频激光干涉仪是一种利用激光的干涉现象进行测量的高精度仪器。
其工作原理是将激光分成两束，分别经过两个不同的光路，然后再将它们合并在一起。
双频激光干涉仪原理
双频激光干涉仪原理双频激光干涉仪是一种利用激光干涉原理进行测量的仪器，它可以实现高精度的长度测量和位移测量。
在实际工程应用中具有广泛的用途，比如在精密加工、光学制造、半导体制造等领域都有着重要的作用。
本文将详细介绍双频激光干涉仪的原理及其应用。
双频激光干涉仪利用激光的干涉现象来实现测量，其原理是利用两束频率略有差异的激光光束进行干涉，通过测量干涉条纹的位移来实现长度或位移的测量。
在双频激光干涉仪中，一束激光经过分束器分成两束，分别通过不同的光路传播，然后再通过合束器合成一束光，这两束光的频率略有差异，形成了干涉条纹。
当被测量的长度或位移发生变化时，干涉条纹会产生位移，通过测量干涉条纹的位移就可以得到被测量的长度或位移值。
双频激光干涉仪的原理非常简单，但是在实际应用中需要考虑到一些影响测量精度的因素。
首先是激光的频率稳定性，激光的频率稳定性直接影响到干涉条纹的稳定性，从而影响到测量的精度。
其次是光路的稳定性，光路的稳定性对于保持干涉条纹的清晰度和稳定性非常重要。
另外，还需要考虑到环境因素对测量的影响，比如温度、湿度等因素都会对激光的传播和干涉条纹产生影响，因此需要在实际应用中进行相应的补偿和校正。
双频激光干涉仪在工程应用中有着广泛的用途，比如在精密加工中可以用于测量加工件的尺寸和形位公差，保证加工件的精度要求。
在光学制造中可以用于测量光学元件的表面形貌和表面粗糙度，保证光学元件的质量。
在半导体制造中可以用于测量半导体器件的尺寸和位置，保证器件的性能和可靠性。
另外，在科学研究领域也有着重要的应用，比如在激光干涉测量、光学成像等方面都有着重要的作用。
总之，双频激光干涉仪作为一种高精度的测量仪器，在工程应用中具有着广泛的用途。
通过对其原理的深入理解和对影响测量精度的因素的控制，可以实现高精度的长度和位移测量，为工程实践和科学研究提供重要的支持。
希望本文能够对双频激光干涉仪的原理和应用有所帮助，同时也希望读者能够在实际应用中充分发挥其优势，取得更好的测量效果。
第四部分激光测量系统3激光干涉仪原理
光电脉冲编码器的结构
第一部分 光电编码器
旋转编码器工作原理
光电码盘随被测轴一起转动，在光源的照射下， 透过光电码盘和光拦板形成忽明忽暗的光信号， 光敏元件把此光信号转换成电信号a、b、z， 通过信号处理装置的整形、放大等处理后输出 如图所示的6项A、B、C 和取反信号。
输出信号的作用及其处理 • A、B 两相的作用
U kUs sin 机
防止气隙磁通畸变加上相互垂直的绕组
第二部分 转变压器
旋转变压器工作原理
分解器绕组的结构保证了定子与转子之间的气隙磁通呈正、余弦规律 分布。因此，当转子旋转时，转子绕组内产生感应电势随转子偏转角 θ 机呈正弦规律变化。 U kU s sin 机 或 U kUc cos 机 即： 其中，Us ，Uc 为定子正弦、余弦绕组上的激磁电压，k为变压比。
第五部分 陀螺仪测角
章动：三自由度陀螺仪以角速度ω绕自转轴转动，在受到外 力矩作用下，自转轴将发生偏斜运动—称为章动。
此时，其进动角速度α= -Μ/(λH)sinλt
β =Μ /(λ H)(1-cosλ t)
λ=H/A A为陀螺仪绕X轴（赤道的）的转动惯量
当角速度ω足够大时，角动量矩H很大，进动角速度Ω、α、 β可以忽略比不计，这就是三自由度陀螺仪的定轴性。 定轴性的特点使得装有三自由度陀螺仪的惯性平台有了一个参 考轴。无论惯性平台本身如何摆动摇晃，这个参考轴是不变的， 我们可以利用位移传感器测量惯性平台与定轴的角度，得出平 台本身的各种倾角，来控制平台的姿态。
旋转变压器的应用 鉴相方式
在旋转变压器定子的两相正交绕组上分别加上幅值相等、频率相同的 正弦、余弦激磁电压 U s U m sin t ， U c U m cost 转子旋转后，两个激磁电压 在转子绕组中产生的感应电压线性叠加得 总感应电压为：
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zygo激光干涉仪原理
zygo激光干涉仪使用的是Michelson干涉仪的原理。
Michelson 干涉仪是一种基于光的干涉原理进行测量的仪器。
其基本原理是将激光分成两路，经过反射镜反射后再汇聚到一起，形成干涉条纹，通过测量干涉条纹的形态和位移，可以得到被测物体的形状和表面高度变化等参数。
zygo激光干涉仪使用的是双频激光干涉原理，其优点是干涉条纹的稳定性高、测量精度高、适用于复杂表面、具有三维测量功能等。
其基本原理是利用激光的相位差来测量物体表面的高度差异，通过调整激光波长差来调整干涉条纹的间距和形态，从而实现对物体表面高度的测量。
总之，zygo激光干涉仪是一种高精度、高稳定性的测量仪器，可以广泛应用于机械制造、光学制造、电子制造、医学等领域。
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