激光合成波長(zhǎng)干涉波長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、頻率穩(wěn)定度足夠高的激光器是基于激光干涉原理的測(cè)量技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的重要保證。高穩(wěn)頻激光器的問(wèn)世，為測(cè)量以激光波長(zhǎng)做為標(biāo)尺的各種間接測(cè)量的物理量提供了可能。對(duì)激光波長(zhǎng)的精確測(cè)量在基礎(chǔ)科學(xué)、計(jì)量學(xué)、信息科學(xué)、通信、天文等領(lǐng)域具有越來(lái)越重要的意義?，F(xiàn)有的波長(zhǎng)測(cè)量方法測(cè)量精度低、光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗干擾性差，為此，論文提出了基于激光合成波長(zhǎng)干涉原理的波長(zhǎng)測(cè)量方法，旨在實(shí)現(xiàn)激光波長(zhǎng)的高精度測(cè)量。
　　本論文在對(duì)國(guó)內(nèi)外激光波長(zhǎng)測(cè)量方法分析的基礎(chǔ)上，總

2、結(jié)了它們各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，提出了兩種激光波長(zhǎng)測(cè)量方案，即基于單頻正交線偏振光的激光波長(zhǎng)測(cè)量方案和基于激光合成波長(zhǎng)干涉原理的波長(zhǎng)測(cè)量方案?；趩晤l正交線偏振光的激光波長(zhǎng)測(cè)量方案對(duì)導(dǎo)軌定位精度要求過(guò)高，最終本文采用并實(shí)現(xiàn)了基于激光合成波長(zhǎng)干涉原理的波長(zhǎng)測(cè)量方案。論文給出了基于該系統(tǒng)的重要光學(xué)器件的性能指標(biāo)和選擇標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該系統(tǒng)的測(cè)量范圍進(jìn)行了理論分析，理論分析表明系統(tǒng)的測(cè)量范圍取決于參考臂導(dǎo)軌的最小位移和最大行程；對(duì)PBS的分光原理進(jìn)行了

3、理論分析，并以此為基礎(chǔ)對(duì)激光入射角度偏差給PBS分光性能的影響以及給波長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)造成的非線性誤差進(jìn)行了理論分析和仿真，仿真結(jié)果表明非線性誤差造成的合成波長(zhǎng)不確定度不超過(guò)1.67×10-3；對(duì)波長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了芯片選型并對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)；最終設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于激光合成波長(zhǎng)干涉原理的波長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)。
　　為驗(yàn)證論文構(gòu)建的激光波長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)的可行性和有效性，分別進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：(1)系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合成波長(zhǎng)干涉儀的穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表