[发明专利]激光干涉测长法

摘要

本发明公开了一种半导体激光端点干涉测长法,它克服了现有激光干涉测长法要求测量元件必须从长度的起始点沿直线连续移动到终止点,并对移动过程中干涉条纹的变化量进行计数,测量过程中若受到异物遮挡光线等干扰将导致测量结果无效的缺点。本发明利用半导体激光调制技术,只在被测长度的两个端点位置进行干涉测量即可得到长度值。这种测长方法不涉及长度的中间过程,抗干扰性强,可应用于长度、位移等的精密测量。

主权项

1.一种在被测长度的两个端点分别进行激光干涉测量而得到端点间长度值的方法，其特征在于包括以下步骤：利用基准电源(1)给半导体激光器(10)提供基准电流，使其以基准频率或波长工作；通过比较器(7)得到激光器(10)的预置工作温度和实测工作温度的误差值，经驱动电路(8)使半导体致冷器件(9)调节激光器(10)的工作温度，实现自动恒温控制，以避免温度变化对激光频率和波长产生影响；利用锯齿波调制电源(2)对激光器(10)的基准电流进行调制，即在激光器基准电流上迭加锯齿波调制电流，使激光频率ν或波长λ在基准值附近作小范围线性变化Δν或Δλ；让激光器(10)发出的调制激光束经准直透镜(11)成为平行光束，进入两臂不等长的干涉仪光路中，经分束棱镜(12)分成两束，并分别由干涉仪光路中短臂上位置固定的反射角锥棱镜(13)和干涉仪光路中长臂上位置分别置于被测长度两个端点a和b的反射角锥棱镜(14)反射后，在光电探测器(15)相干涉形成拍频信号；先后将反射角锥棱镜(14)置于干涉仪光路中长臂上的被测长度的两个端点位置a和b处，以相同的频率或波长调制变化量进行干涉测量，用计数器(16)对拍频信号的变化数目分别进行计数，获得在a和b两个端点位置测得的拍频信号的变化数目Na和Nb；将计数器(16)获得的Na和Nb，送入计算机(17)，利用下式计算出两个端点a和b之间的长度值S：S＝k·(Nb-Na)式中的系数k为k=c2nΔν=λ22nΔλ其中，c：光速；n：空气折射率；Δν：激光频率的调制变化量，可采用高精度频率测量仪器测出；λ和Δλ：激光基准波长和波长的调制变化量，可用高精度波长测量仪器测出。