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基于激光干涉的测量技术目前已在观测测量中被广泛应用,测量设备也向着便携化、智能化和集成化的方向发展。目前的激光干涉测量设备大多是利用迈克尔逊干涉仪的原理,然而,该方法通常是将干涉信息在空间域上进行处理,对实验平台搭建和测量环境的要求也较为苛刻,在工业生产环境中运用时易受工业设备位移时产生的高频震动影响。因此,提出一种基于激光双外差干涉的位移量精密测量系统,利用两组激光外差信号来构成两组干涉仪,探测器接收到回波拍频信号后进行时间域的平均与频域解调,提高测量系统的鲁棒性,使得测量系统的准确度达到0.01 mm。 相似文献
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激光干涉数字化角度计量系统分析 总被引:2,自引:1,他引:1
通过对数字干涉测角系统的组成、原理、误差、精度等方面的阐述与分析介绍了一种新型的精密角度测量系统。该系统是基于激光干涉技术的一种角度测量系统 ,系统以激光作为干涉光源 ,迈克耳逊干涉仪作为角度量测量的核心装置 ,通过机械装置将角度 (角位移 )量转换为迈克耳逊干涉仪干涉光路中可反映光程差变化的线位移量 ,进而反映为干涉条纹的变化 ,最后通过有关电路对干涉条纹进行的一系列处理 ,实现了对大转角的精密测量。还就上述有关问题用计算机模拟的方法作了定量分析 相似文献
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《光学学报》2015,(5)
在基于脉冲计数的外差干涉信号处理中,提出了一种零相位差跳变补偿的大小数相位结合处理方法,可实现外差干涉信号处理中大小数的准确结合。大数测量采用对两路干涉信号进行脉冲计数同步对减的方法实现,小数测量采用混频降频方法来提高测量分辨率,并采用锁相环对拍频信号跟踪产生用于混频降频的动态基准信号,解决外差信号拍频变化的问题,以提高小数测量分辨率的稳定性。基于信号发生器对实现的外差干涉信号处理方法进行了验证,包括测量精度、大数计数、小数相位测量。构建了双通外差干涉位移测量光路,通过对精密导轨位移的测量来验证大小数结合处理方法的有效性和信号处理方法在外差干涉位移测量应用中的可行性。 相似文献
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《中国光学与应用光学文摘》2006,(1)
O436.32006010053偏振分光镜传输系数不等对非线性误差的影响=Nonlin-earity from difference between transmission coefficients ofPBSin laser heterodyne interferometer[刊,中]/钟志(哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所.黑龙江,哈尔滨(150001)),谭久彬…∥光电工程.—2005,32(9).—27-30为了减小激光外差干涉非线性误差,必须考虑偏振分光镜透过率和反射率不等对非线性误差的影响。通过分析两臂透过率与反射率不等对测量信号的影响,推导出两臂反射率与透过率不等对激光外差干涉非线性误差一次谐波和二次谐波影响的理论模型。仿真… 相似文献
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为了在保证结构简单的前提下,实现衍射光栅精密测量系统的大量程、高精度、多维度测量,设计了能够同时测量位移和角度的五维自由度衍射光栅精密测量系统。基于利特罗对称式光路结构,采用高刻线密度的一维衍射光栅以及外差干涉原理实现了沿光栅矢量方向和光栅法线方向的二维位移测量;通过引入高精度的位置灵敏探测器,结合±1级衍射光与光栅之间的角度变化关系实现了对光栅俯仰、偏摆和滚转三个维度的角度误差测量。实验结果表明:该衍射光栅精密测量系统能够实现分辨力优于4 nm的二维位移测量以及分辨力优于1″的三维角度测量,其位移测量范围只受限于光栅的尺寸,量程大大增加。该衍射光栅精密测量系统在精密测量领域有重要意义。 相似文献
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针对多普勒非对称空间外差干涉技术,提出一种目标信号相位自校正的方法.首先通过连续采样单色光的干涉图跟踪绝对相位漂移;然后分段线性拟合不同风速下的干涉相位,通过计算两条拟合曲线距离去除相位漂移.搭建风速模拟实验平台,获得采样干涉图,并对相位误差进行校正.结果表明,在60.37 m/s的模拟风速下,相位漂移误差达到30.78 m/s,通过相位校正风速反演误差降低至3.51 m/s,风速精度得到较大改善.最终通过几组不同风速下的反演值得到了平均2.97 m/s的风速测量精度. 相似文献
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Presented work introduces methods for improving linearity of a heterodyne laser interferometer system. The heterodyne configuration exhibits high potential in demanding applications, like pico/nano positioning. Those applications require superior accuracy, more difficult to obtain in a homodyne configuration of the laser interferometer. The homodyne setup is more susceptible to external light, variation of DC offset and higher noises, especially the 1/f noise. Those issues are filtered out in the heterodyne configuration. The main disadvantage of heterodyne setup are higher measurement nonlinearities. In this paper there are first introduced sources of nonlinearities and their impact on the overall accuracy. According to those findings there are proposed techniques to eliminate error caused by parasite beams, i.e. nonlinearities. Presented method is based on digital signal processing and is reliable and easy to use. In the shown approach the nonlinearities correction is completely automatic. Such system is applicable for X/Y positioning stages. Presented configuration of the laser interferometer is able to track the displacement with 100 pm resolution up to 7 m/s of translation velocity. The resolution can be improved to 10 pm by limitation of maximal velocity. In the paper there is confirmed that errors caused by nonlinearities are in range of ±0.6 nm. Achieved accuracy is comparable to capacitance gauges with presented laser interferometer having much better dynamic range. 相似文献
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在线测量表面粗糙度的共光路激光外差干涉仪 总被引:8,自引:0,他引:8
一种新型的、用于在线测量表面粗糙度的激光外差干涉仪已研制完成。该仪器体积小(25cm×20cm×10cm)、抗外界环境干扰能力强。仪器以稳频半导体激光器作为光源。共光路设计,使测量光和参考光沿同一路径入射到被测表面上。计大数和测小数周期相结合的外差信号处理方法,实现了大的动态测量范围和很高的测量分辩率。同时还采用了全反射临界角法进行自动聚焦。该仪器的纵向和横向分辨率分别为0.39nm和0.73μm;自动聚焦范围为±0.5mm,在焦点±25μm范围内,聚焦精度为1μm;80分钟内整机稳定性:3σ=1.95nm。 相似文献
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纳米精度外差干涉仪非线性漂移的研究 总被引:10,自引:0,他引:10
在纳米精度外差干涉仪中,由于非线性温度漂移,成为外差干涉仪实现纳米精度测量的重要误差源。本文对差动干涉仪的理论分析得出如下的结论,干涉仪中除了测量光路和参考光路以外,还存在参考光误差分量和测量光误差分量的额外光路,从而引和了干涉混叠,产生非线性漂移:1/4波片的相位延迟量误差和安装是引入非线性漂移的主要因素,其影响程度是一阶的,提高波片对加工精度,并尽量减少其级数可降低非线性漂移。 相似文献
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高测速双频激光干涉仪 总被引:11,自引:0,他引:11
现代机械工业的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到 10 0 0 mm/ s,而目前商用外差干涉仪的测量速度不能满足这一要求。为此研制了一种基于 5 MHz频差双反射膜激光器的高测速干涉仪。通过实验对干涉仪的测量速度进行了验证。实验证明 ,该种干涉仪可以对速度为 10 0 0 mm/ s的运动物体进行位移和速度测量 相似文献
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干涉仪环境振动的外差检测与自适应控制 总被引:8,自引:6,他引:2
测试环境的微振动干扰会引起干涉图的抖动,影响移相干涉仪的测量准确.设计了一种内嵌于移相干涉仪的外差测振光路,对干涉仪所受环境微振动进行实时检测;采用单片RF/IF集成芯片对两路40 MHz的模拟外差信号直接进行比相,简化了通常使用的数字测相方法.在测得环境振动信息后,运用DSP技术和自适应信号处理的方法,实现了基于PZT移相器的自适应振动控制,实验结果表明干涉仪对幅频积不大于100 waves·Hz的环境振动的抑制能力达-39 dB. 相似文献