精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-01-18

在激光干涉儀引力波探測(cè)器中要盡可能地使用高激光功率,使用功率循環(huán)技術(shù)??梢杂行У刈龅竭@一點(diǎn),其基本的想法是把從干涉儀亮出來(lái)的光重新收集起來(lái),再注入干涉儀中,進(jìn)行循環(huán)利用。因?yàn)榧す飧缮鎯x引力波探測(cè)器的工作點(diǎn)選擇在暗紋條件,如果干涉儀內(nèi)的光損耗很小,幾乎所有的入射光功率都會(huì)經(jīng)載頻出,這是極大的浪費(fèi)。在激光器和分光鏡之間放上一面鏡子,就能實(shí)現(xiàn)光能的回收。這面鏡子稱為功率循環(huán)鏡,它把這部分漏出的光與從激光器來(lái)的新鮮光混合,一起注入到干涉儀內(nèi),則干涉儀內(nèi)的有效功率將增加。激光干涉儀維護(hù)保管時(shí)需要注意哪些方面?精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì)

精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì),激光干涉儀

激光干涉儀作為數(shù)控機(jī)床精度常用的檢測(cè)工具,能對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行線性測(cè)量、直線度測(cè)量、平面度測(cè)量、角度測(cè)量、回轉(zhuǎn)軸分度精度等進(jìn)行測(cè)量。其中線性測(cè)量功能通過(guò)機(jī)床運(yùn)行一段直線插補(bǔ)程序,能檢測(cè)線性坐標(biāo)軸的定位精度、重復(fù)定位精度,反向間隙等其線性測(cè)長(zhǎng)精度可達(dá)到±0.5ppm(0~40℃),線性測(cè)量長(zhǎng)可以達(dá)到80m,較高線性測(cè)長(zhǎng)分辨率0.001μm,較高測(cè)量速度240m/min。對(duì)于不同的數(shù)控機(jī)床,檢測(cè)的曲線各不相同,其完善的軟件功能通過(guò)對(duì)不同的曲線進(jìn)行分析,能夠?qū)⒂绊憴C(jī)床精度的原因列出來(lái),數(shù)控機(jī)床維修人員能夠很直觀通過(guò)分析圖形和數(shù)據(jù),了解到機(jī)床在哪些方面存在誤差,這樣就為調(diào)整和數(shù)控機(jī)床維修提供了充分的數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo),縮短數(shù)控機(jī)床維修時(shí)間,提高數(shù)控機(jī)床維修的效率。滄州英國(guó)雷尼紹XL-80激光干涉儀報(bào)價(jià)激光干涉儀可作為精密工具機(jī)或測(cè)量?jī)x器的校正工作。

精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì),激光干涉儀

激光干涉儀是以激光波長(zhǎng)為長(zhǎng)度計(jì)量基準(zhǔn)的高精度測(cè)量?jī)x器,隨著雙頻激光干涉儀的出現(xiàn),因其具有性能穩(wěn)定、檢測(cè)精度高及數(shù)據(jù)可靠性好等優(yōu)點(diǎn),已成為高精密機(jī)械生產(chǎn)中校準(zhǔn)及補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)儀器,在機(jī)械制造、金屬切削加工及航空航天等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。激光干涉儀有單頻和雙頻之分,單頻激光干涉儀受環(huán)境因素影響較大,一般用于特定環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。雙頻激光干涉儀應(yīng)用頻率變化來(lái)測(cè)量位移,對(duì)由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感,抗干擾能力強(qiáng),普遍應(yīng)用于各種工況下。

激光干涉儀以光波為載體,具有測(cè)量精度高、測(cè)量速度快、測(cè)量范圍大、比較高測(cè)速下分辨率高等特點(diǎn),其光波波長(zhǎng)可直接對(duì)米進(jìn)行定義并溯源至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此,激光干涉儀普遍應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、PCB鉆孔機(jī)、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、位移傳感器等精密儀器的質(zhì)量控制與校準(zhǔn)以及科研開(kāi)發(fā)、設(shè)備制造等領(lǐng)域。激光干涉儀會(huì)在相長(zhǎng)性和相消性干涉的兩極之間找到穩(wěn)定的信號(hào)。若光程差有變化時(shí),這些變化會(huì)被計(jì)算并用來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)光程之間的差異變化。激光干涉儀發(fā)射單一頻率光束,光束射入線性干涉鏡后分成兩道光束射向反射鏡,這兩道光束再反射回到分光鏡,比較后重新匯聚返回激光干涉儀。激光干涉儀要設(shè)置專庫(kù)存放,環(huán)境要求干燥、通風(fēng)、防震、防霧。

精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì),激光干涉儀

當(dāng)高壓連接在陽(yáng)極和陰極之間時(shí),混合氣體被激發(fā),形成激光光束,通過(guò)放大激光光強(qiáng)使一些光透射出來(lái)成為輸出激光光束。其中,為實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài),通過(guò)加熱器控制激光管長(zhǎng)度讓激光穩(wěn)頻的精度保持在±0.05ppm以內(nèi),此時(shí)穩(wěn)定輸出后,激光器即可進(jìn)行干涉測(cè)量。如今大多數(shù)現(xiàn)代位移干涉儀都使用氦氖(HeNe)激光管,這些激光管具有633納米的波長(zhǎng)輸出。從激光頭射出的激光光束①具有單一頻率,標(biāo)稱波長(zhǎng)為633nm,長(zhǎng)期波長(zhǎng)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(cè)器中形成干涉光束④。激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種方式。精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì)

激光干涉儀可按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)處理測(cè)量數(shù)據(jù)并輸出誤差曲線。精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì)

從激光器發(fā)出的一束單色﹑頻率穩(wěn)定的激光,在分光鏡上被分為強(qiáng)度相等的兩束,一束經(jīng)分光鏡反射進(jìn)入干涉儀的一臂(稱為Y臂),另一束透過(guò)分光鏡進(jìn)入與其垂直的另一臂(稱為X臂),在經(jīng)歷了幾乎相同的度越時(shí)間之后,兩束光返回,并在分光鏡上重新相遇,并在那里產(chǎn)生干涉。若兩束光的度越時(shí)間相等(或時(shí)間差為光振動(dòng)周期的整數(shù)倍)則兩束光在光探測(cè)器上干涉減弱呈暗條紋,而返回激光器的那個(gè)合光束則是干涉加強(qiáng)呈亮條紋。精心調(diào)節(jié)干涉儀的臂長(zhǎng)使兩束光完全相干相減,則探測(cè)器探測(cè)不到光強(qiáng),激光干涉儀引力波探測(cè)器的輸出信號(hào)為零。這是探測(cè)器的初始工作狀態(tài)。精密儀器校準(zhǔn)激光干涉儀設(shè)計(jì)