几种激光干涉仪精度校准方法的分析-论文.pdf

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1、82工具技术几种激光干涉仪精度校准方法的分析李立群，蒋丽雁，邓珂成都工具研究所有限公司摘要：激光干涉仪的精度校准受到多种因素影响，是一个复杂的问题。本文讨论了三种激光干涉仪的精度校准方法。为了提高校准精度，应根据实际环境条件选择最合理的校准方法。关键词：激光干涉仪；精度校准中图分类号：TG806文献标志码：AAnalysisofLaserInterferometerCalibrationMethodLiLiqun，JiangLiyan，DengKeAbstract：Thecalibrationoflaserinterfero

2、meterisacomplicatedproblemwhichisaffectedbymanyfactors．Threekindsoflaserinterferometercalibrationmethodarediscussed．Inordertoimprovethecalibrationaccuracy，asuitablecali．brationmethodissuggestedtobeselectedaccordingtotheactualenvironmentalconditions．Keywords：laserin

3、terferometer：calibrationBsl为两台干涉仪的闲程，它们之间的折射率差异1引言明显影响校准结果，按照Edlen公式可以得到环境激光干涉仪的测量误差基本由三部分组成：激变化对校准结果影响的权重，如表1所示。光波长及光学系统误差、环境误差和安装误差。其表1环境因素对校准结果的影响中环境误差指由于空气折射率变化造成的波长变化，安装误差包括在激光干涉仪使用中的阿贝误差、余弦误差和闲程误差，只有波长及光学系统误差属于激光干涉仪自身的误差，激光干涉仪精度校准目的即为确定仪器自身的精度-．。可见这种校准方法中，对环境

4、的控制要求是极高的，校准的结果实际是干涉仪误差和环境误差的2校准方法分析叠加结果，难以得到干涉仪自身的精度值。在实际校准过程中，环境和安装的误差难以避图2是一种基于单光路的激光干涉仪精度校准免。其中，是环境变化是影响校准精度的主要因素，方法。标准干涉仪A和被检干涉仪B采用同一个为了尽量减小上述影响，得到干涉仪自身的精度，需干涉仪附件AB1和测量靶镜AB2。ABs2为两台干涉仪共同的测量臂。要采用合理的校准方法。图1是通常采用的激光干涉仪精度校准方法的光路布局，标准干涉仪A与被检干涉仪B的测量靶镜A2和B2向背，置于同一导轨滑

5、架，严格调整两套干涉仪的光路同轴使阿贝臂为0。图2基于单光路的激光干涉仪检测方法这种校准布局中，利用两台激光干涉仪测量臂光路的偏振特点，有效避免了信号的相互混扰，如图图1采用同轴光路的激光干涉仪检测方法3a所示，设垂直于纸面的偏振光为S光，平行于纸上述布局中，阿贝误差和余弦误差均可不计，但面的偏振光为P光，在干涉仪的偏振分光镜的镀膜是环境影响却是不可避免的，图中As2和Bs2分别面mn上s光和P光分离，根据偏振分光膜的特性，P为标准干涉仪A和被检干涉仪B的测量臂，Asl和光沿原方向透射，而S光反射。图3b为标准干涉仪A的光路

6、，参考臂为S光，测量臂ABs2为P光。图基金项目：国家重大科技专项(2012ZX04003071)收稿日期：2013年11月3c为被检干涉仪B的光路，参考臂和测量臂的偏振2014年第48卷N0．783表2采用两种校准方法的结果(m)光方向与标准干涉仪相反，这样两台干涉仪工作在实际校准时根据导轨在水平和垂直方向偏摆值同一光路而信号各不干扰。情况，图4的并联方式也可以按垂直方向排列。Al}3结语-。·—-。-。——_一As(b)本文分析了几种激光干涉仪的校准方法，但是激光干涉仪的校准受到许多因素的影响，是一个复杂的问题，为了提高

7、校准精度，应根据实际环境条件选择最合理的校准方法。图3激光干涉仪测量臂的偏振特性在图1和图2的两种校准方法中，由闲程Asl参考文献和Bsl造成的闲程误差是一样的，而图2的方法中，[1]羡一民．激光干涉仪测量准确度浅析[J]．计量技术，标准干涉仪A和被检干涉仪B的测量臂都是1990(1)：11—13．ABs2，环境的影响是共轭抵消，提高了校准精度。[2]倪育才．空气折射率埃德林公式的修改[J]．计量技术，表2为以Renishaw激光干涉仪为标准，校准成都工1998(3)：22—27．具研究所生产的MJS激光干涉仪的数据，校准长

8、度第一作者：李立群，成都工具研究所有限公司，610051成都市1000mm，校准间隔200ram。FirstAuthor：LiLiqun，ChengduToolResearchInstitute由表2的数据可见，采用图2方法明显减小了Co．，LTD，Chengdu610500，China校