激光干涉儀的雙頻激光干涉儀

 

    在氦氖激光器上，加上一個約0.03特斯拉的軸向磁場。由于塞曼分裂效應和頻率牽引效應,激光器產生1和2兩個不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經1/4波片后成為兩個互相垂直的線偏振光,再經分光鏡分為兩路。一路經偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。

 

    另一路經偏振分光鏡后又分為兩路：

 

    一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當可動反射鏡移動時,含有f2的光束經可動反射鏡反射后成為含有f2±Δf的光束，Δf是可動反射鏡移動時因多普勒效應產生的附加頻率,正負號表示移動方向(多普勒效應是奧地利人C.J.多普勒提出的，即波的頻率在波源或接受器運動時會產生變化)。

 

    這路光束和由固定反射鏡反射回來僅含有f1的光的光束經偏振片2后會合成為f1-(f2±Δf）的測量光束。測量光束和上述參考光束經各自的光電轉換元件、放大器、整形器后進入減法器相減,輸出成為僅含有±Δf的電脈沖信號。經可逆計數器計數后，由電子計算機進行當量換算（乘1/2激光波長）后即可得出可動反射鏡的位移量。

 

    雙頻激光干涉儀是應用頻率變化來測量位移的，這種位移信息載于f1和f2的頻差上，對由光強變化引起的直流電平變化不敏感，所以抗干擾能力強。它常用于檢定測長機、三坐標測量機、光刻機和加工中心等的坐標精度，也可用作測長機、高精度三坐標測量機等的測量系統。利用相應附件，還可進行高精度直線度測量、平面度測量和小角度測量。

 

    激光干涉儀的在精度檢測中的應用

 

    （1）幾何精度檢測可用于檢測直線度、垂直度、俯仰與偏擺、平面度、平行度等。

 

    （2）位置精度的檢測及其自動補償可檢測數控機床定位精度、重復定位精度、微量位移精度等。利用雷尼紹ML10激光干涉儀不僅能自動測量機器的誤差，而且還能通過RS232接口自動對其線性誤差進行補償，比通常的補償方法節省了大量時間，并且避免了手工計算和手動數控鍵入而引起的操作者誤差，同時可最大限度地選用被測軸上的補償點數，使機床達到最佳精度，另外操作者無需具有機床參數及補償方法的知識。目前，可供選擇的補償軟件有Fanuc,Siemens800系列。

 

    （3）數控轉臺分度精度的檢測及其自動補償現在，利用ML10激光干涉儀加上RX10轉臺基準還能進行回轉軸的自動測量。它可對任意角度位置，以任意角度間隔進行全自動測量，其精度達±1。新的國際標準已推薦使用該項新技術。它比傳統用自準直儀和多面體的方法不僅節約了大量的測量時間，而且還得到完整的回轉軸精度曲線，知曉其精度的每一細節，并給出按相關標準處理的統計結果。

 

    （4）雙軸定位精度的檢測及其自動補償雷尼紹雙激光干涉儀系統可同步測量大型龍門移動式數控機床，由雙伺服驅動某一軸向運動的定位精度，而且還能通過RS232接口，自動對兩軸線性誤差分別進行補償。

 

    （5）數控機床動態性能檢測利用RENISHAW動態特性測量與評估軟件，可用激光干涉儀進行機床振動測試與分析（FFT），滾珠絲杠的動態特性分析，伺服驅動系統的響應特性分析，導軌的動態特性（低速爬行）分析等。