《光电仪器原理与设计》郝群（电子课件）第7章 标准器.pptVIP

* * * * * * * 米定义复现的两种方法： 1。利用推荐的8种稳频激光器，认为波长时准的，其他的激光器与之比较。拍频测量。现在只有波长稳定都可以作为标准 2。测量平面电磁波频率f ，利用波长＝光速/f 3。测长时修正：折射率＋/-10－7； 衍射效应＋/-10－9(实际光波受光学元件几何尺寸限制； 引力场修正10-12 波长为尺子。 两个探测器分别测量两个波长的干涉信号，当连续移动干涉仪的测量镜，可以找到两种脉冲正好重合的位置，分别记录相邻的这样两个位置间两个接收器的脉冲数，可以得到两种波长整数干涉级次m1和m2之比，小数部分为零。由此可求出波长之比。 比对，拍频测量波长。（国际比对） 用干涉仪测量量块 * 单色光迈克尔逊干涉仪 干涉测长基本原理 * 光源 分光镜 参考面 被测面 探测器 理想情况下探测器上光强 被测面移动距离 探测器 光强 参考臂 测量臂 光线往返：被测面移动半个波长 为两臂光程差 以 变化一个波长为周期 * 干涉测长基本原理 任何干涉，通过对条纹数目或数目变化的统计，就能获得以光的波长为单位的对光程差的计量，用于精密测量和产品质量检验。 * 移动距离 光程差变化 相位变化 光强变化 高精度测量 被测面移动距离 探测器 光强 * 终极长度标准：光波波长 必威体育精装版米定义 1m 的长度是真空中光波 在1/299 792 458 s时间内传输的距离 光波波长的应用 干涉仪以激光波长为单位 要求作为标准的光频准确 稳定性好：激光器在工作期间频率变化的相对值?f/f 足够小 再现性好：同一类型的激光器若干台直接辐射频率的差异，或同一激光器不同时期辐射频率的变化小 长度标准：要求稳定性和再现性同时达到精度要求 光速 光波长 光频 * 国际单位制 推荐8种饱和吸收激光器的9种辐射值作长度标准 复现方法：测量激光频率f，根据光速c，导出标准波长 如何用标准波长标定未知波长？ 对同一光程差 真空中，调整光程差使小数为0 计量标准溯源 波长 计量院 国际比对 本章小结 计量标准概述 掌握七个国际单位制标准单位及对应的物理量 标尺与度盘 掌握标尺与度盘的主要误差来源和消除方法 光学编码度盘 掌握码盘的工作原理，元器件选型方法 掌握二进制码与格雷码的区别 计量光栅 掌握几何式莫尔条纹形成的原理，横向莫尔条纹的特点 掌握几何式光栅尺参数设计方法 * * 1。特点：玻璃：用于光电检测，金属：温度与工件相当，精度高 2。刻线应在中心层 3。检定;光电比长仪＋/-0.5微米，激光干涉比长：+/-0.2微米 * 1。特点：玻璃：用于光电检测，金属：温度与工件相当，精度高 2。刻线应在中心层 3。检定;光电比长仪＋/-0.5微米，激光干涉比长：+/-0.2微米 * * * * * * d=4-100微米，用光栅对测量 主光栅main grating, 指示光栅index grating * 黄线实莫尔条纹 求莫尔条纹的过程：建立坐标，写光栅栅线的几何方程，求两光栅交点坐标，交点连线是莫尔条纹方程。 莫尔条纹有放大作用。通过测量莫尔条纹运动来判读光栅运动。 莫尔条纹有平均光栅误差作用。 当?1＝ ?2＝ ?时，tan?＝－tan(?/2) By= ?/sin ?; B=By*cos ?/2 * * 栅距相同是斜向莫尔条纹；栅距不同是横向莫尔条纹（上式成立时） 因?很小，位移被放大 * 求交点方程： y=(x-e/2)tani?； y=(x＋e/2)tani?， i-j=k，整理得 X2+(y-e/2tank?)2=(e/2sink?)2 当一个光栅转动时，圆族向外扩张或向内收缩。条纹间隔不是一个定值。 当两个圆心重合，构成光闸条纹 * 书上P79页，公式4－17错了。 * 直读：用于栅距大于0。01毫米的黑白光栅，调光栅间隔和调宽光束，可使输出波形更接近正弦波。 分光：用衍射光学原理解释 镜像：无需考虑光栅间隙问题，由于相对运动，灵敏度增加一倍（输出信号频率增加一倍） 调相：4基准光栅不动，2主光栅运动，7与4的莫尔条纹是基准信号，7与2的莫尔条纹是测量信号，因为2运动产生位相变化。通过比相，提高测量分辨率。 * 直读：用于栅距大于0。01毫米的黑白光栅，调光栅间隔和调宽光束，可使输出波形更接近正弦波。 分光：用衍射光学原理解释 镜像：无需考虑光栅间隙问题，由于相对运动，灵敏度增加一倍（输出信号频率增加一倍） 调相：4基准光栅不动，2主光栅运动，7与4的莫尔条纹是基准信号，7与2的莫尔条纹是测量信号，因为2运动产生位相变化。通过比相，提高测量分辨率。 * 直读：用于栅距大于0。01毫米的黑白光栅，调光栅间隔和调宽光束，可使输出波形更接近正弦波。 分光：用衍射光学原理解释 镜像：无需考虑光栅间隙问题，由于相对运动，灵敏度增加一