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广东激光干涉仪

来源: 发布时间:2024年09月17日

双频激光干涉仪:在氦氖激光器上,加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼分裂效应和频率牵引效应,激光器产生1和2两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光,再经分光镜分为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路经偏振分光镜后又分为两路:一路成为只含有f1的光束,另一路成为只含有f2的光束。当可动反射镜移动时,含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2±Δf的光束,Δf是可动反射镜移动时因多普勒效应产生的附加频率,正负号表示移动方向(多普勒效应是奥地利人C.J.多普勒提出的,即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。这路光束和由固定反射镜反射回来只含有f1的光的光束经偏振片2后会合成为f1-(f2±Δf)的测量光束。激光干涉仪受环境因素影响较大。广东激光干涉仪

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随着高精度数控机床行业的快速发展,激光干涉仪在机床行业的使用越来越普遍,然而其在使用过程中对激光光路的准直调整却一直是困扰广大激光干涉仪用户的一大问题,因为激光干涉仪在使用过程中光路准直调整占用了很大一部分时间。目前大多数生产企业的激光干涉仪操作人员的校准方法都是凭经验,来回反复调整,也有人提出“高处动尾部,低处动整体”的方法。其实后一种方法只是对前者的一种方法的经验总结,后一种方法是从整体上把握了调整的方向,可以让操作人员少走弯路,但并未提出一种定量的调整方法,所以在光路大体调整好后,还是靠经验感觉反复进行进一步精调,所以光路准直工作的效率还是亟待提高。高精度测量激光干涉仪设计激光干涉仪也是一种高精度位移传感器,可直接用于高精度、大 尺寸的动态位移测量系统。

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现代激光干涉技术是在人类关于光学的知识的基础上发展起来的。激光与普通光源相比,具有一些独特的性质:单色性好、相干性好、方向性强、亮度高。激光干涉仪是以激光波长为已知长度,利用迈克尔逊干涉系统测量位移的通用长度测量,普遍应用于各领域,已经成为人类认知世界的重要工具。由于激光具有极好的时间相干性,自问世以来,已研制出多种激光干涉仪:单频激光干涉仪、激光干涉仪、半导体激光干涉仪、法布里-珀罗(f-p)干涉仪、x射线干涉仪等。激光干涉仪是激光在计量领域中比较成功的应用之一。利用光的干涉实现测量,具有非接触、无损检测的特点,已经在各个不同领域得到普遍的应用。

激光干涉仪引力波探测器的工作原理:用干涉仪进行科学探测的基本原理是比较光在其相互垂直的两臂中度越时所用的时间。当引力波在垂直于干涉仪所在的平面入射时,由于特殊的偏振特性,它会以四极矩的形式使空间畸变,也就是说,会以引力波的频率,在一个方向上把空间拉伸,同时在与之垂直的方向上把空间压缩,反之亦然。对于激光干涉仪来说,当引力波通过时,干涉仪相互垂直的两臂所在的那部分空间自然也产生拉伸或压缩效应。也就是说,引力波会使干涉仪的一臂伸长而同时又使另一臂缩短。比较光在相互垂直的两臂中度越时所用的时间的变化,就能探测引力波产生的效应,从而知道引力波是否存在。激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、比较高测速下分辨率高、测量范围大等优点。

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从激光器发出的一束单色﹑频率稳定的激光,在分光镜上被分为强度相等的两束,一束经分光镜反射进入干涉仪的一臂(称为Y臂),另一束透过分光镜进入与其垂直的另一臂(称为X臂),在经历了几乎相同的度越时间之后,两束光返回,并在分光镜上重新相遇,并在那里产生干涉。若两束光的度越时间相等(或时间差为光振动周期的整数倍)则两束光在光探测器上干涉减弱呈暗条纹,而返回激光器的那个合光束则是干涉加强呈亮条纹。精心调节干涉仪的臂长使两束光完全相干相减,则探测器探测不到光强,激光干涉仪引力波探测器的输出信号为零。这是探测器的初始工作状态。影响激光干涉仪测量精度的因素包括:反射镜、角锥棱角误差。广东激光干涉仪

激光干涉仪的测量精度与哪些因素有关?广东激光干涉仪

当高压连接在阳极和阴极之间时,混合气体被激发,形成激光光束,通过放大激光光强使一些光透射出来成为输出激光光束。其中,为实现平衡状态,通过加热器控制激光管长度让激光稳频的精度保持在±0.05ppm以内,此时稳定输出后,激光器即可进行干涉测量。如今大多数现代位移干涉仪都使用氦氖(HeNe)激光管,这些激光管具有633纳米的波长输出。从激光头射出的激光光束①具有单一频率,标称波长为633nm,长期波长稳定性(真空中)优于0.05ppm。当此光束到达偏振分光镜时,被分成两束光——反射光束②和透射光束③。这两束光被传送到各自的角锥反射镜中,然后反射回分光镜中,在嵌于激光头中的探测器中形成干涉光束④。广东激光干涉仪