單頻激光干涉儀

當可動反射鏡移動時，干涉條紋的光強變化由接受器中的光電轉換元件和電子線路等轉換為電脈衝信號，經整形、放大后輸入可逆計數器計算出總脈衝數，再由電子計算機按計算式[356-11]式中λ為 激光波長(N 為電脈衝總數)，算出可動反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時，要求周圍大氣處於穩定狀態，各種空氣湍流都會引起直流電平變化而影響測量結果

以激光波長為已知長度﹑利用邁克耳遜干涉系統測量位移的通用長度測量工具。激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。單頻的是在20世紀60年代中期出現的﹐最初用於檢定基準線紋尺﹐后又用於在計量室中精密測長。雙頻激光干涉儀是1970年出現的﹐它適宜在車間中使用。激光干涉儀在極接近標準狀態(溫度為20℃﹑大氣壓力為101325帕﹑相對濕度59%﹑CO2 含量0.03%)下的測量精確度很高﹐可達1×10-7。

單頻的激光器它的一個根本弱點就是受環境影響嚴重，在測試環境惡劣，測量距離較長時，這一缺點十分突出。其原因在於它是一種直流測量系統，必然具有直流光平和電平零漂的弊端。激光干涉儀可動反光鏡移動時，光電接收器會輸出信號，如果信號超過了計數器的觸發電平則就會被記錄下來，而如果激光束強度發生變化，就有可能使光電信號低於計數器的觸發電平而使計數器停止計數，使激光器強度或干涉信號強度變化的主要原因是空氣湍流，機床油霧，切削屑對光束的影響，結果光束髮生偏移或波面扭曲。這種無規則的變化較難通過觸發電平的自動調整來補償，因而限制了單頻干涉儀的應用範圍，只有設法用交流測量系統代替直流測量系統才能從根本上克服單頻激光干涉儀的這一弱點。

而雙頻激光干涉儀正好克服了這一弱點，它是在單頻激光干涉儀的基礎上發展的一種外差式干涉儀。和單頻激光干涉儀一樣，雙頻激光干涉儀也是一種以波長作為標準對被測長度進行度量的儀器，所不同者，一方面是當可動稜鏡不動時，前者的干涉信號是介於最亮和最暗之間的某個直流光平，而後者的干涉信號是一個頻率約為1.5MHz的交流信號；另一方面，當可動稜鏡移動時，前者的干涉信號是在最亮和最暗之間緩慢變化的信號，而後者的干涉信號是使原有的交流信號頻率增加或減少了△f，結果依然是一個交流信號。因而對於雙頻激光干涉儀來說，可用放大倍數較大的交流放大器對干涉信號進行放大，這樣，即使光強衰減90%，依然可以得到合適的電信號。由於這一特點，雙頻激光干涉儀可以在恆溫，恆濕，防震的計量室內檢定量塊，量桿，刻尺和坐標測量機等，也可以在普通車間內為大型機床的刻度進行標定，既可以對幾十米的大量程進行精密測量，也可以對手錶零件等微小運動進行精密測量，既可以對幾何量如長度、角度．直線度、平行度、平面度、垂直度等進行測量，也可以用於特殊場合，諸如半導體光刻技術的微定位和計算機存儲器上記錄槽間距的測量等等。