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激光长度测量ppt课件

发布时间:2020-07-31 21:58 作者:扑克王app官网

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  激光长度测量 激光长度测量 ? 干涉测量 单波长干涉计量 双波长干涉计量 ? 衍射测量 ? 脉冲测距 短距测量 相位法测量 ? 全息干涉计量 单波长干涉测量 M1移动距离与条 纹变化为: L? ? 2 N Laser ? 长度大,精度高 日本:测长2m,精度达40nm的精密测长仪 ? 环境要求苛刻,测量时间长(移 动速度慢) 双波长干涉测量 原理:测量两个不等频干涉产生的拍频信号。 双频率:塞曼效应 λ/4波片: 偏振分光棱镜: 直角棱镜: f1 f 2 f1 f2 He-Ne λ/4 f1 f2 f1 f2+Δf2 f1 f2+Δf2 PM1 f1 - f2 f1 - (f2 +Δf2) 整形 相减 Δf2 f1 f2 f2 PM2 光电接收器: Δf2:多普勒频移 Δf2:多普勒频移 ?f2 ? 2V f2 c f2dl? 输出脉冲数: N??? N l ? ?2 2 2 ? 2 l PM2移动距离 特点: ? 具有很强的抗干涉性:单频激光干涉仪光强变化50%就不能 作。而对双频激光干涉仪,即使光强损失95%,仪器仍能正常 工作。 ? 测量范围大(60m)。 衍射测量 ? 细丝的夫琅和费衍射和测径原理 细丝的直径测量 L ? X N? sin? ? d NL XN ? ? d 相邻两条纹的间距: L b? ? d 激光脉冲测距原理 原理:通过发射激光脉冲控制计时器开门,接收返回的激光脉冲 控制计时器关门,测量出激光光束在待测距离上往返传播的时 间完成测距的。其计算公式为: 1 d ? ct 2 激光脉冲测距仪对光脉冲的要求 ?光脉冲应具有足够的强度。 ?光脉冲的方向性要好。 ?光脉冲的单色性要好。 ?光脉冲的宽度要窄。 d t 激光测卫 短 距 测 量 BBO晶体 相关测量 样品 电光晶体 取样测量 样品 t = 5.5ps n = 3.4 2ct=(n-1)d 5.00E-009 without sample with sample 0.00E+000 -5.00E-009 0 5 10 time delay(ps) 相位法测距 d Phase Shift Nr. Of Wavelengths A ? B 1 D ? ct 2 ? ? 2 ? ft 1 c ? D ? 2 f 2? ? D ? (n ? ? n) 2 1 D? (n ??d) d:测量位相的仪器 2 λ/2:光尺 A B A Δ? 但是: ? 一般仪器只能测量不完整波的相位:Δ?,而不能测出整周数n ? “光尺”越大,精度越低,仪器测相精度一般为0.1% 解决办法:采用多个调制频率(即 n 个测尺)进行测距。 短测尺(称为精尺)测定精确的小数。 长测尺(称为粗尺)测定距离的大数。 比如: 精测距离 (精尺为10 m,f =15MHz): 6.678 m 1 粗测距离 (粗尺为2000m,f2 =75kHz): 1350 m 仪器显示距离 1356.678 m 全 息 干 涉 计 量 O 干板 记录:光的干涉 L O 干板 再现:光的衍射 L 二 次 曝 光 法 原理:物体变形前,在全息底片上曝光一次,物体变形 后再曝光一次,由此全息底片将物体变形前后的全部信 息记录下来,底片经显影定影后,放回原光路系统,经 过再现,则有物体变形前后的两个物光波。由于他们的 相位相应有了差异,发生干涉,形成干涉条纹图。利用 干涉条纹来测量物体的位移和变形 O 干板 O’ O’’ 干板 L L 干涉条纹分析: d? ? 2 ? 2k cos ? CBGA PCB 激光散斑法 角度测量 1. Sagnac效应和角速度测量 ?环形干涉仪的不动时,顺时 针和反时针传播一周所需时 间相同,即 L t ? c ?当干涉仪转动时,两束光 (顺时针和反时针)传播的时 间之差为: 4 ? S ? L?? tc ? c 2、角度测量 4S N? ? L? 3、光纤陀螺 L D? ?N L S? ? 2 4 4 ? N ? D 2 2 4 ? SN LD ? L ? ? ? c c


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