激光干涉儀，又稱干涉測量裝置，是一種利用光的干涉原理來測量物體長度、厚度、形狀、折射率等參數(shù)的精密儀器。它廣泛應用于工業(yè)、科研和檢測領域，如數(shù)控機床的精度檢測、光學元件的表面質量檢測等。激光干涉儀以激光波長為已知長度，通過邁克爾遜干涉系統(tǒng)或其他形式的干涉光學系統(tǒng)，實現(xiàn)對位移、角度、真平度、真直度等參數(shù)的精確測量。

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工作原理

激光干涉儀是一種高精度的測量儀器，廣泛應用于工業(yè)測量和科研領域。根據其工作原理和特性，激光干涉儀主要可以分為兩大類：單頻激光干涉儀和雙頻激光干涉儀。

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單頻激光干涉儀 　　

從激光器發(fā)出的光束，經擴束準直后由分光鏡分為兩路，并分別從固定反射鏡和可動反射鏡反射回來會合在分光鏡上而產生干涉條紋。當可動反射鏡移動時，干涉條紋的光強變化由接受器中的光電轉換元件和電子線路等轉換為電脈沖信號，經整形、放大后輸入可逆計數(shù)器計算出總脈沖數(shù)，再由電子計算機按計算式[356-11]式中λ為激光波長(N為電脈沖總數(shù))，算出可動反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時，要求周圍大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，各種空氣湍流都會引起直流電平變化而影響測量結果。 　

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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(shù)器計數(shù)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(tǒng)。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。

激光干涉儀所需光學鏡片及其作用

激光干涉儀中使用的光學鏡片主要包括反射鏡、分光鏡、偏振鏡等，在測量過程中分別起著至關重要的作用。

反射鏡

作用：反射鏡用于將激光光束導向特定的路徑，形成參考光束和測量光束。在激光干涉儀中，固定反射鏡和可動反射鏡分別用于形成穩(wěn)定的參考光束和隨被測物體移動的測量光束。

參數(shù)指標：反射鏡的表面質量直接影響干涉條紋的清晰度和測量的精度。因此，反射鏡需要具有高反射率、低散射和低吸收等特性。

分光鏡

作用：分光鏡用于將激光光束分為兩路，一路作為參考光束，另一路作為測量光束。同時，它還需要將兩束返回的光重新匯聚，以便進行干涉測量。

參數(shù)指標：分光鏡的透光率和分光比需要精確控制，以確保兩束光的光強一致且干涉效果良好。此外，分光鏡的表面質量和穩(wěn)定性也是影響測量精度的關鍵因素。

偏振鏡

作用：在雙頻激光干涉儀中，偏振鏡用于產生和分離不同頻率的圓偏振光，以及將測量光束和參考光束中的光矢量分量進行選擇和調整。

參數(shù)指標：偏振鏡需要具有高消光比、低插入損耗和穩(wěn)定的偏振特性，以確保測量光束和參考光束的偏振狀態(tài)一致且穩(wěn)定。

激光干涉儀作為一種高精度測量儀器，在工業(yè)生產、科研實驗和精密檢測等領域發(fā)揮著重要作用。其測量原理基于光的干涉現(xiàn)象，通過精確控制光學鏡片的質量和性能，實現(xiàn)對位移、角度等參數(shù)的精確測量。在激光干涉儀中，反射鏡、分光鏡和偏振鏡等光學鏡片是關鍵部件，它們的性能直接影響測量的精度和穩(wěn)定性。因此，在選擇和使用這些光學鏡片時，需要嚴格控制其參數(shù)指標和制造工藝，以確保激光干涉儀的測量精度和可靠性。