《双频激光干涉仪》

第一章 引言1

1-1 双频激光干涉仪的特点及其经济价值1

1-2 双频激光干涉仪在国内外的发展简况4

第二章 双频激光干涉仪的物理基础6

2-1 光的干涉6

一 波与干涉6

二 两个频率相差很小的波的干涉--拍8

三 相干光的获得9

2-2 迈克尔逊干涉仪12

2-3 相干长度和时间相干性14

2-4 光的偏振16

一 自然光和偏振光16

二 光在反射和折射中的偏振现象17

三 双折射现象与偏振器17

四 波片和椭圆偏振光21

五 偏振光的干涉23

2-5 多普勒效应25

2-6 双频激光干涉仪的工作原理28

一 原理图28

二 参考信号的产生30

三 测量信号的获得31

第三章 仪器的光学系统35

3-1 光源--双频氦氖激光器35

一 塞曼双频氦氖激光器的工作原理35

二 塞曼双频氦氖激光器的设计与制造45

三 其他形式的双频氦氖激光器84

3-2 激光的高斯光束传播和扩束准直92

一 激光束的高斯分布92

二 高斯光束的干涉97

三 高斯光束的扩束准直100

3-3 偏振分光棱镜105

一 偏振分光镜的分光原理105

二 偏振分光镜的设计106

三 偏振分光镜膜层的镀制及性能测试108

四 偏振分光镜的胶合110

3-4 角锥棱镜111

一 角锥棱镜的术语定义及光路111

二 角锥棱镜的一些反射特性113

三 角锥棱镜的加工误差对反射性能的影响115

四 角锥棱镜的几何尺寸121

五 角锥棱镜对偏振光的影响126

3-5 光路布局127

一 误差分布公式和“空程误差”128

二 几种布局和特点132

3-6 倍频和相位细分135

一 一般的光学倍频技术135

二 双频激光干涉仪中的倍频光路136

三 光学相位细分技术137

第四章 仪器的电子线路143

4-1 电子线路方块图143

4-2 稳频器144

一 稳频的必要性144

二 稳频器的工作原理144

三 稳频器电路153

四 稳频器电路的一些改进161

4-3 光电转换及放大整形电路167

一 光电转换及放大整形电路之一168

二 光电转换及放大电路之二171

4-4 专用电子计算器171

一 减法器172

二 倍频器185

三 乘法器195

四 可逆计数器217

五 显示值稳定电路240

4-5 氦氖激光器的供电243

第五章 安装、调整、鉴定及误差分析246

5-1 安装246

一 安装的原则246

二 测量轴线的选择246

三 减少空程误差248

四 减少所用的光学元件的数目249

五 减少空气扰动的影响250

六 保护激光束及光学元件的措施251

5-2 调整253

一 调整的目的253

二 调整的原则255

三 调整的方法257

5-3 鉴定263

一 鉴定的环境及必备的测试仪器263

二 鉴定项目、要求与方法264

三 现场鉴定实例264

5-4 测试误差的分析267

一 一般测量仪器精度的分析方法268

二 双频激光干涉仪的精度分析269

三 双频激光干涉仪测长误差分析实例269

第六章 双频激光干涉仪的应用277

6-1 空气折射率的修正277

一 空气折射率的间接测量及波长修正278

二 空气折射率干涉仪280

6-2 测量角度和平面度283

一 角度测量283

二 平面度测量285

三 测量范围和精度286

6-3 测量机床直线度287

一 测量原理287

二 平行度的测量289

三 垂直度(直角度)的测量290

6-4 测量机械振动292

一 测量原理292

二 振幅测量的电路原理293

三 振动频率测量的电路原理295

四 振动周期测量的电路原理296

6-5 定位296

一 机床定位297

二 用于光栅刻划299

三 用于x-y精密定位台301

6-6 多路双频激光干涉仪与带双频激光干涉仪的三坐标测量机303

一 多路测量303

二 三坐标测量机306

6-7 其他应用307

附录1 HP5526A和SORO METRILAS M100型双频激光干涉仪的资料309

附录2 国内几种双频激光干涉仪(测长机)的资料314

附录3 不同条件下的？和？数值表323