外差干涉测量仪的研究 毕业论文

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1、毕业论文外差干涉测量仪的研究学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：2012年6月I中文摘要摘要外差干涉测量仪又称双频干涉仪或交流干涉仪，它具有精度高、应用范围广、环境适应能力强、实时动态测速高等一系列无可比拟的优势，因而被广泛应用于几何量计量活动。它是利用两种不同频率的单色光作为测量光束和参考光束，通过光电探测器的混频，输出差频信号。同时被测物体的位移变化引起的光波相位或频率的变化载于此差频上，经解调即可获得被测数据。本文便是根据外差干涉测量仪的发展，对外差干涉测量仪的原理、应用及其在测量微小位移方面的原理进行了详细介绍和软件模拟。关键词：外差干涉测量仪，单频激光干涉仪，测距，激光，声光调制

2、器IAbstractAbstractHeterodyneinterferometer,alsoknownasdualfrequencyinterferometerorACinterferometer,hasahighprecision,widerangeofapplications,theabilitytoadapttotheenvironment,higherreal-timedynamicvelocimetryandotherunparalleledadvantages.Andthatmakesitbecomethemainforceofgeometricalmeasurementact

3、ivities.Heterodyneinterferometerusestwodifferentfrequencyofmonochromaticlightasthemeasuringlightbeamandreferencebeam,bythemixingofthephotoelectricdetector.Itoutputthedifferencefrequencysignal.Phasechangeoflight-wavecausedbythedisplacementoftheobjectdisplacementcontainedinthisdifferencefrequencycanb

4、eobtainedbydemodulationofthemeasureddata.Thisarticleisaccordingtothedevelopmentofheterodyneinterferometer,tomakeaparticularsimulationandsummaryfortheprincipleandapplicationatsmalldisplacementmeasuringbyheterodyneinterferometer.Keywords:heterodyneinterferometer,asinglewavelengthinterferometricmeasur

5、ement,distancemeasurement,laser,acousto-opticmodulator-25-目录目录摘要IABSTRACTII目录III第一章简介11.1引言11.1.1发展背景11.1.2发展现状21.2外差干涉测量仪的主要特点21.3本文的研究内容3第二章外差干涉测量仪原理42.1产生具有微小频差的双频的原理42.1.1声光调制器42.1.2磁光调制器102.1.3电光调制器102.1.4光学机械频移122.1.5双纵模He-Ne激光器122.2本课题选择声光效应产生双频的原因132.3外差干涉测量仪测量位移的原理132.2.1利用位相差测量位移132.2.1利用

6、频差测量位移15第三章软件模拟16第四章主要应用与前景展望204.1主要应用204.1.1外差干涉测量仪在精密定位中的应用204.1.2光学外差干涉法检测微弱超声振动214.2前景展望22总结24参考文献25致谢26-25-第一章简介第一章简介1.1引言随着20世纪60年代初激光的出现，几何量测量技术的发展步入了崭新的时期。激光的时间和空间相干性好、亮度高和方向性好,因而测量中激光技术的应用使得其不仅具有更高的灵敏度和精度,而且测量范围进一步扩大,测量速度进一步加快。虽然单频激光干涉测长系统具有高精度、宽频带、动态响应快、线性度好等优点，并且在检测多种几何尺寸、精度方面广泛应用[1]，然而单

7、频激光干涉仪的光强信号以及光电检测器转换后的电信号都是直流量。而直流漂移是形成测量误差的重要原因，并且使得信号处理及细分都比较困难。而采用双频光源的外差干涉仪，利用两种不同频率的单色光分别作为测量光束和参考光束，通过光电探测器的混频，输出拍频。同时被测物体的位移变化引起的光波相位或频率的变化载于此拍频上，经解调即可获得被测数据。因而使光、电信号均成为交流量，不仅克服了上述单频干涉仪的漂移问题，而且使细分变得更