雙頻Nd-YAG激光超外差干涉絕對(duì)距離測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、絕對(duì)距離測(cè)量是當(dāng)今計(jì)量領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容之一。高精度、大量程的絕對(duì)距離測(cè)量技術(shù)是其未來(lái)的發(fā)展方向和發(fā)展要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前基于超外差干涉原理的絕對(duì)距離測(cè)量技術(shù)發(fā)展很快，并且取得了很大的進(jìn)展。
　　論文在充分了解絕對(duì)距離測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，應(yīng)用超外差干涉理論設(shè)計(jì)了一種絕對(duì)距離測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用LD泵浦1064nm雙頻Nd∶ YAG激光器作光源，該激光器的頻差范圍為12GHz～150GHz，可以產(chǎn)生在25mm～2mm

2、范圍內(nèi)可變的合成波長(zhǎng);采用干涉條紋整數(shù)和小數(shù)測(cè)量相結(jié)合的方法逐級(jí)進(jìn)行測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)高精度、大量程絕對(duì)距離測(cè)量。
　　論文主要內(nèi)容包括以下幾部分:
　　第一，概述了絕對(duì)距離測(cè)量的發(fā)展與研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上確定了本論文的研究?jī)?nèi)容。
　　第二，簡(jiǎn)要分析了激光干涉測(cè)量的基本理論，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了激光外差干涉絕對(duì)距離測(cè)量的基本原理和激光超外差干涉絕對(duì)距離測(cè)量的基本原理。
　　第三，詳細(xì)分析了本課題所設(shè)計(jì)的激光超外差干涉

3、絕對(duì)距離測(cè)量系統(tǒng)所需激光光源的基本特性，其中主要包括LD泵浦1064nm雙頻Nd∶YAG激光器的工作原理和系統(tǒng)組成、穩(wěn)頻系統(tǒng)以及功率穩(wěn)定系統(tǒng)等。
　　第四，設(shè)計(jì)了1064nm雙頻Nd∶YAG激光超外差干涉絕對(duì)距離測(cè)量系統(tǒng)方案，詳細(xì)分析了該系統(tǒng)的工作機(jī)理，簡(jiǎn)要分析了該系統(tǒng)主要儀器設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及其在系統(tǒng)中的作用，設(shè)計(jì)了應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行絕對(duì)距離測(cè)量的流程和方法。
　　第五，從合成波長(zhǎng)的標(biāo)定誤差和空氣折射率的測(cè)量誤差兩方面分析了該系

4、統(tǒng)的測(cè)量誤差。通過分析可知，當(dāng)不考慮環(huán)境影響時(shí)，合成波長(zhǎng)的相對(duì)誤差與絕對(duì)距離的測(cè)量相對(duì)誤差處在同一數(shù)量級(jí)上，此時(shí)當(dāng)合成波長(zhǎng)的測(cè)量不確定度不大于2nm時(shí)，該系統(tǒng)在1m～20m范圍內(nèi)的測(cè)量相對(duì)誤差可達(dá)到1.0×10-6;在考慮環(huán)境因素的情況下，空氣折射率對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，此時(shí)，當(dāng)空氣折射率的相對(duì)誤差小于3×10-7時(shí)，才能消除空氣折射率測(cè)量誤差對(duì)絕對(duì)距離測(cè)量誤差的影響。
　　綜上所述，本論文所設(shè)計(jì)的雙頻Nd∶YAG激光超外差干涉絕對(duì)