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1、光電檢測技術---------第三次作業(yè)班級：機測控11姓名：李謀學號：2110103013激光干涉測試技術技術原理，示意圖，影響因素及提高方法§特點：?具有更高的測試靈敏度和準確度；?絕大部分的干涉測試都是非接觸式的，不會對被測件帶來表面損傷和附加誤差；?較大的量程范圍；?抗干擾能力強；?操作方便；?在精密測量、精密加工和實時測控的諸多領域獲得廣泛應用。干涉條件§通常能夠產(chǎn)生干涉的兩列光波必須滿足三個基本相干條件：?頻率相同?振動方向相同?恒定的位相差在實際應用中，有時需要有意識地破壞上述條件。比如在外差干涉測量技術中，在兩束相干光波中引入一個小的頻率差，
2、引起干涉場中的干涉條紋不斷掃描，經(jīng)光電探測器將干涉場中的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，由電路和計算機檢出干涉場的位相差。影響干涉條紋對比度的因素§對于所有類型的干涉儀，干涉條紋圖樣對比度降低的普遍原因是：?光源的時間相干性；?光源的空間相干性；?相干光束的光強不等；?雜散光的存在；?各光束的偏振狀態(tài)差異；?振動、空氣擾動、干涉儀結構的剛性不足等。提高分辨力的方法和干涉條紋的信號處理①光學倍頻技術分辨力圖4-10光學倍頻原理圖示BM1M2M3a)BM1M3M2M4a/Kb)②光學相位細分技術§提高干涉儀分辨力，還可利用干涉條紋的相位細分技術?？梢园迅缮鏃l紋每變化一個級次
3、，看作相位變化了360°。從一個干涉條紋變化中得到多個計數(shù)脈沖的技術稱為相位細分技術?！煜辔患毞值姆椒ㄓ袡C械相位細分、階梯板相位細分、翼形板相位細分、金屬膜相位細分和分偏振法相位細分等。③處理電路細分方法§電路細分方法有多種，如四細分辨向、計算機軟件細分、鑒相法細分等?！炀C合來看，鑒相法細分的不確定度最小，使用靈活、方便、集成度高，適合于激光干涉信號的細分。其輸出的是模擬信號，分辨率高達2π/1000，但是鑒相范圍較小(±2π)。④干涉條紋計數(shù)與判向干涉條紋移相系統(tǒng)光電接收器放大器倒相器(sin)微分電路微分電路(sin)(-sin)光電接收器放大器倒相器(
4、cos)微分電路微分電路(-cos)(cos)可逆計數(shù)器計算機圖4-13條紋移動判向計數(shù)原理框圖激光斐索(Fizeau)干涉測試技術§概述：§光學干涉測試技術最初在光學零件和光學系統(tǒng)的檢驗中獲得廣泛應用?！煸诠鈱W零件面型、平行度、曲率半徑等的測量中，斐索型干涉測量法與在光學車間廣泛應用的牛頓型干涉測量法（樣板法或牛頓型干涉法）相比，屬于非接觸測量。§概述：§接觸測量存在以下問題：§①標準樣板與被測表面必須十分清潔；§②清潔工作多拿在手中擦試，由于體溫的影響，影響測試準確度；§③樣板有一定重量壓在被測表面上，必然會產(chǎn)生一定的變形，尤其是對大平面零件?！祆乘餍透?/p>
5、涉測量法中由于樣板和被測表面間距較大，必須用單色光源，一般采用激光光源①激光斐索型平面干涉儀的基本光路和原理算例：若h＝5mm，λ＝546.1nm，則θ<17‘。若取f‘＝500mm，則d<5mm。1237456M1參考平面M2被測平面圖4-15激光斐索型平面干涉儀基本光路圖②影響測試準確度的因素?3）雜散光的影響。?平行光在標準參考平板的上表面和被測件的下表面都會反射一部分光而形成非期望的雜散光。由于激光的相干性能非常好，這些雜散光疊加到干涉場上會產(chǎn)生寄生條紋和背景光，影響條紋的對比度?消除該雜散光的主要措施是：ü將標準參考平板做成楔形板，以使標準平板上表
6、面反射回來的光線不能進入干涉場；ü同樣，將被測件做成楔形板或在它的背面涂抹油脂，也能消除或減小被測件下表面產(chǎn)生的雜散光影響；ü整個系統(tǒng)的所有光學面上均應鍍增透膜。?4）標準參考平板的影響。?標準參考平板參考面M1在干涉儀中是作為測量基準用的，主要要求是：面形誤差?。豢趶奖仨毚笥诒粶y件。?當標準平板口徑大于200mm時，其加工和檢驗都很困難。?為了保證參考平面面形精度ü嚴格控制加工過程；ü材料的線膨脹系數(shù)較小、殘余應力很?。花拱惭b時使之不產(chǎn)生裝夾應力；ü在高質(zhì)量平面（如標準參考平面）的面形測量中，可以考慮用液體的表面作為參考平面。?4）標準參考平板的影響——液
7、體的表面作為參考平面?地球的曲率半徑約為6370km，當液面口徑為1000mm時，液面中心才高出約0.1光圈，當口徑為250mm時，液面才高出約0.005光圈。?主要要求：使液體處于靜止狀態(tài)（對測量環(huán)境要求嚴格控制，還應該選用粘度較大，本身比較均勻和清潔的液體。）?常常用作標準參考平面的液體有液態(tài)石蠟、擴散泵油、精密儀表油和水銀等。2.1激光斐索型平面干涉測量③激光斐索平面干涉儀用于測量平行平板平行度§1）測量原理§設干涉場的口徑為D，條紋數(shù)目為m，長度D兩端對應的厚度分別為h1和h2，有§則平板玻璃的平行度為h2h1θD測試平板玻璃平行度圖示③激光斐索平面
8、干涉儀用于測量平行平板平行度§2）測試范圍的討論§容
