精密位移量的激光干涉测量方法及实验.ppt

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1、精密位移量的激光干涉测量方法及实验一、实验目的了解激光干涉测量的原理掌握微米及亚微米量级位移量的激光干涉测量方法了解激光干涉测量方法的优点和应用场合二、实验原理二、实验原理激光通过扩束准直系统L1提供入射的平面波此平面波可用下式表示：经半反射镜BS分为二束，一束经参考镜M1，反射后成为参考光束，其复振幅另一束为透射光，经测量镜M2反射，其复振幅Ut，用下式表示此二束光在BS上相遇，产生干涉条纹。干涉条纹的光强I(x,y)由下式决定当反射镜M1与M2彼此间有一交角2，且当较小，即sin时，经简化可求得干涉条纹的光强为：当为一常数时，当测量在空

2、气中进行，且干涉臂光程不大，略去大气的影响，则因此，记录干涉条纹移动数，已知激光波长，由上式即可测量反射镜的位移量，或反射镜的轴向变动量L。干涉条纹的计数，从图1中知道，定位在BS面上或无穷远上的干涉条纹由成像物镜L2将条纹成在探测器上，实现计数。三、实验光路激光器1发出的激光经衰减器2（用于调节激光强度）后由二个定向小孔3，5引导，经反射镜6，7进入扩束准直物镜8，10（即图1中的L1），由分光镜14（即图1中BS）分成二束光，分别由反射镜16（即图1中的M1），18（M2）反射形成干涉条纹并经成像物镜20（即图1中L2）将条纹成于CMOS23上（

3、即D），这样在计算机屏上就可看到干涉条纹，实现微位移的测量。四、实验步骤公共部分：开机，激光器1迅速起辉，待光强稳定；打开驱动电源开关；检查CMOS23上电信号灯亮否；调整光路时若移开反射镜4，13，扩束激光；移入反射镜4，13，不扩束激光。注：以下所有实验的开始步骤均同公共部分本实验步骤扩束在组合工作台16，18上分别装平面反射镜，调节工作台16，18上调平调向测微器，使二路反射光较好重合（在成像物镜20后焦面上，两反射光会聚的焦斑重合）打开计算机，然后微调工作台上测微器，在显示屏上看见干涉条纹调整CMOS在轨道上的位置，使干涉条纹清晰，锁定23，再

4、调节可调光阑22孔径位置，滤除分光镜寄生干涉光测量程序操作五、实验记录序号驱动位移量(L)条纹数(N)测量位移量(L)备注1234