外差干涉测量仪的研究——毕业论文.docVIP

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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，声光调制器 Abstract Heterodyne interferometer, also known as dual frequency interferometer or AC interferometer, has a high precision, wide range of applications, the ability to adapt to the environment, higher real-time dynamic velocimetry and other unparalleled advantages. And that makes it become the main force of geometrical measurement activities. Heterodyne interferometer uses two different frequency of monochromatic light as the measuring light beam and reference beam, by the mixing of the photoelectric detector. It output the difference frequency signal. Phase change of light-wave caused by the displacement of the object displacement contained in this difference frequency can be obtained by demodulation of the measured data. This article is according to the development of heterodyne interferometer, to make a particular simulation and summary for the principle and application at small displacement measuring by heterodyne interferometer. Key words: heterodyne interferometer, a single wavelength interferometric measurement, distance measurement, laser, acousto-optic modulator 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 III 第一章 简 介 1 1.1引言 1 1.1.1发展背景 1 1.1.2发展现状 2 1.2 外差干涉测量仪的主要特点 2 1.3 本文的研究内容 3 第二章 外差干涉测量仪原理 4 2.1产生具有微小频差的双频的原理 4 2.1.1声光调制器 4 2.1.2磁光调制器 10 2.1.3电光调制器 10 2.1.4光学机械频移 12 2.1.5双纵模He-Ne激光器 12 2.2本课题选择声光效应产生双频的原因 13 2.3外差干涉测量仪测量位移的原理 13 2.2.1利用位相差测量位移 13 2.2.1利用频差测量位移 15 第三章 软件模拟 16 第四章 主要应用与前景展望 20 4.1主要应用 20 4.1.1外差干涉测量仪在精密定位中的应用 20 4.1.2光学外差干涉法检测微弱超声振动 21 4.2前景展望 22 总结 24 参考文献 25 致谢 26 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