激光干涉儀干涉測量法的原理

 

    激光干涉儀是以干涉測量法為原理，利用激光作為長度基準(zhǔn)，對(duì)數(shù)控設(shè)備（加工中心、三坐標(biāo)測量機(jī)等）的位置精度（定位精度、重復(fù)定位精度等）、幾何精度（俯仰扭擺角度、直線度、垂直度等）進(jìn)行精密測量的精密測量儀器。

 

    激光具有三個(gè)重要的特性：①波長穩(wěn)定②波長短③具有干涉性。

 

    光的相長干涉和相消干涉：

 

    激光干涉儀原理如下圖所示：

 

    一個(gè)角錐反射鏡緊緊固定在分光鏡上，形成固定長度參考光束。另一個(gè)角錐反射鏡相對(duì)于分光鏡移動(dòng)，形成變化長度測量光束。

 

    從激光頭射出的激光光束①具有單一頻率，標(biāo)稱波長為633nm，長期波長穩(wěn)定性（真空中）優(yōu)于0.05ppm。當(dāng)此光束到達(dá)偏振分光鏡時(shí)，被分成兩束光——反射光束②和透射光束③。這兩束光被傳送到各自的角錐反射鏡中，然后反射回分光鏡中，在嵌于激光頭中的探測器中形成干涉光束④。

 

    如果兩光程差不變化，探測器將在相長干涉和相消干涉的兩端之間的某個(gè)位置觀察到一個(gè)穩(wěn)定的信號(hào)。

 

    如果激光干涉儀兩光程差發(fā)生變化，每次光路變化時(shí)探測器都能觀察到相長干涉和相消干涉兩端之間的信號(hào)變化。這些變化（條紋）被數(shù)出來，用于計(jì)算兩光程差的變化。測量的長度等于條紋數(shù)乘以激光波長的一半。