用于精密位移測(cè)量的單頻激光干涉系統(tǒng)研究.pdf

1、精密測(cè)量技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防建設(shè)等眾多領(lǐng)域都有著非常重要而又廣泛的應(yīng)用，而近年來隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，超大型化、微型化、精密化和智能化的制造加工設(shè)備已經(jīng)成為未來發(fā)展的趨勢(shì)。開展精密測(cè)量技術(shù)的相關(guān)研究，對(duì)促進(jìn)我國(guó)先進(jìn)制造、超精密加工、國(guó)防軍工等高新技術(shù)行業(yè)的發(fā)展，具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
　　激光干涉測(cè)量以其優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，成為精密測(cè)量領(lǐng)域不可缺少的基本技術(shù)。如何從根本上掌握這門技術(shù)并靈活運(yùn)用到實(shí)際的科研

2、、生產(chǎn)中，具有非常重要的工程應(yīng)用價(jià)值。市場(chǎng)上現(xiàn)有的激光干涉儀種類較多、功能各異，且都自成體系、獨(dú)立使用。但在科學(xué)研究與實(shí)際應(yīng)用中，常需要集成激光干涉技術(shù)于系統(tǒng)中構(gòu)建位移測(cè)量反饋。通用干涉儀存在著價(jià)格昂貴、無法滿足系統(tǒng)特殊要求、不便集成等問題。因此，自行構(gòu)建一套激光干涉測(cè)量系統(tǒng)，并能根據(jù)研究對(duì)象的不同而靈活地進(jìn)行按需構(gòu)建，無疑是一項(xiàng)非常有意義的研究工作。
　　基于上述考慮，本文在激光干涉測(cè)量理論的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一套激光干涉

3、測(cè)量系統(tǒng)，包括光路結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)，以及后續(xù)的采樣程序編制和數(shù)據(jù)處理方法研究，以保證預(yù)定的測(cè)量精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該套激光干涉測(cè)量系統(tǒng)的最大測(cè)量誤差在50nm以內(nèi)，最大相對(duì)誤差為1％左右。各章的具體內(nèi)容包括:
　　第1章介紹激光干涉測(cè)量技術(shù)的研究背景和意義，評(píng)述國(guó)內(nèi)外的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，提出本文的主要研究?jī)?nèi)容及整體框架結(jié)構(gòu)。
　　第2章首先介紹精密位移測(cè)量的干涉原理，包括激光的基本物理性質(zhì)、光波的疊加原理等，然后討論并比較了

4、單頻激光干涉測(cè)量和雙頻激光干涉測(cè)量的特點(diǎn)?；谀壳暗膽?yīng)用需求與實(shí)驗(yàn)條件，選擇單頻激光干涉測(cè)量展開研究。
　　第3章首先分析了實(shí)驗(yàn)光路的原理和構(gòu)成，然后對(duì)光路的各部分光學(xué)元件的參數(shù)進(jìn)行具體的闡述，特別是對(duì)手動(dòng)位移臺(tái)和納米電機(jī)這兩種控制目標(biāo)反射鏡位移的裝置、以及納米電機(jī)的編程方法作了詳細(xì)介紹。
　　第4章設(shè)計(jì)了光電轉(zhuǎn)換電路，并通過示波器顯示實(shí)驗(yàn)效果。針對(duì)方波和正弦波，采用不同的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
　　第5章主要對(duì)正弦波形存