虚拟合成波长链绝对距离干涉测量方法及实现装置

摘要

本发明属于绝对距离测量技术领域，涉及虚拟合成波长链绝对距离干涉测量方法及实现装置。用在一条直线上的两个双光束干涉仪，由压电陶瓷调制，采用可调谐激光器，实现了在波长调谐的同时测量波长值和单波长的干涉信号相位，计算得到虚拟合成波干涉条纹的小数级次。通过调谐激光器得到了一系列由大到小的虚拟合成波长链，完成了对绝对距离的粗测和精测。本发明具有小数条纹测量精度高以及可一次完成从粗测到精测过程的特点，适于进行内、外尺寸测量，可用于制作微小尺寸测头。

主权项

1、一种虚拟合成波长链绝对距离干涉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)平行设置一对单面镀增透膜的玻璃镜片，其非镀膜面A、C相对；再放置一对平面反射镜片在该对玻璃镜片之间，且该两反射镜片端面B、D与该两玻璃镜片平行，且该两反射镜片的反射面分别与该两玻璃镜片相对，d₁、d₂分别为A、B与C、D之间的距离，d＝d₁+d₂为待测距离；(2)将波长可调的单色光源发出的光束分成两路入射光分别入射至A、B和C、D四个表面，A、B面的反射光沿原路返回发生干涉，C、D面的反射光沿原路返回发生干涉，即构成了在一条直线上的两个双光束干涉仪；(3)利用压电陶瓷的驱动使任意一对镜片沿光轴以一定速度υ匀速运动，使两干涉仪的干涉信号产生大小相同而方向相反的多普勒频移，从而待测量d被包含于一个交流信号的相位项中，即干涉条纹级次的测量转化成了交流信号的相位测量；(4)确定第一级虚拟合成波长为λ_s1＞2d，和级间过渡条件为λ_s(i+1)＞4Δd_i，从而确定其余各级虚拟合成波长，计算对应的波长间隔，得到一系列由大到小的虚拟合成波长链；(5)在波长调谐过程中，同时测量波长值λ₁、λ₂…λ_N和单波长对应的干涉条纹的小数级次δ₁、δ₂…δ_N，通过计算确定一个虚拟合成波长λ_s     ${\lambda }_s=\frac{{\lambda }_1{\lambda }_2}{|{\lambda }_1-{\lambda }_2|},$及其干涉条纹的小数级次和整数级次δ_s其中从而得到待测距离d的精确值：2d＝(N_s+ε_s)λ_s，其中N_s为与虚拟合成波对应的整数级次。