《光電測量技術(shù)》(第八章)

1、光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所1第八章第八章 相干光信號變換與檢測相干光信號變換與檢測光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所2 利用光電方法對各種干涉現(xiàn)象進(jìn)行檢測和處理，最終檢測出幾何參量和物理參量的技術(shù)稱為光電干涉測量技術(shù)光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所3 與一般的光學(xué)測試技與一般的光學(xué)測試技術(shù)相比，光干涉測試術(shù)相比，光干涉測試技術(shù)具有更高的測試技術(shù)具有更高的測試靈敏度和準(zhǔn)確度靈敏度和準(zhǔn)確度光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所4第一節(jié)第一節(jié) 相干變換與檢測原理相干變換與檢測原理一、相干光信息及光干涉原理一

2、、相干光信息及光干涉原理n光干涉光干涉是是指可能相干的兩束或多束光波指可能相干的兩束或多束光波相重疊，它們的合成光波隨其空間相位相重疊，它們的合成光波隨其空間相位關(guān)系表現(xiàn)出不同的光強(qiáng)空間分布或時(shí)序關(guān)系表現(xiàn)出不同的光強(qiáng)空間分布或時(shí)序變化的現(xiàn)象變化的現(xiàn)象光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所5第一節(jié)第一節(jié) 相干變換與檢測原理相干變換與檢測原理12,0 n1）當(dāng)兩束光頻率相同時(shí)）當(dāng)兩束光頻率相同時(shí) I x yA x,y1+r x,y cosx,y ,上式表明，單頻相干時(shí)隨相位變化的干涉條紋強(qiáng)度上式表明，單頻相干時(shí)隨相位變化的干涉條紋強(qiáng)度分布表現(xiàn)為余弦分布分布表現(xiàn)為余弦分布單頻干涉測

3、量的基礎(chǔ)單頻干涉測量的基礎(chǔ)光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所6第一節(jié)第一節(jié) 相干變換與檢測原理相干變換與檢測原理L002ndl n2）當(dāng)兩束光頻率不同時(shí)，則形成頻差）當(dāng)兩束光頻率不同時(shí)，則形成頻差若頻差較小時(shí)，則光電檢測器件可檢測到的干涉條紋若頻差較小時(shí)，則光電檢測器件可檢測到的干涉條紋以以角頻率在波動(dòng)，而形成光拍頻，即角頻率在波動(dòng)，而形成光拍頻，即外差干涉外差干涉干涉條紋的強(qiáng)度取決于相干光的相位差，而相位差取干涉條紋的強(qiáng)度取決于相干光的相位差，而相位差取決于傳輸介質(zhì)的折射率決于傳輸介質(zhì)的折射率n和光傳播距離和光傳播距離dl的線積分的線積分0022Ln+nL光電信息測控技

4、術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所7第一節(jié)第一節(jié) 相干變換與檢測原理相干變換與檢測原理二、相干測量中的調(diào)制和解調(diào)二、相干測量中的調(diào)制和解調(diào)n光調(diào)制技術(shù)是將被測物理量的相關(guān)信息疊加到光調(diào)制技術(shù)是將被測物理量的相關(guān)信息疊加到光載波上。光載波上。光調(diào)制技術(shù)光調(diào)制技術(shù)振幅調(diào)制振幅調(diào)制AM相位調(diào)制相位調(diào)制PM頻率調(diào)制頻率調(diào)制FM偏振調(diào)制偏振調(diào)制POM光波譜調(diào)制光波譜調(diào)制SM光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所8相干光信息相干光信息物理效應(yīng)物理效應(yīng) 干涉圖干涉圖 衍射圖衍射圖 莫爾拓?fù)鋱D莫爾拓?fù)鋱D散斑圖散斑圖全息圖全息圖光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所9

5、相干光頻率相干光頻率單頻雙光束或單頻雙光束或多光束干涉多光束干涉雙頻雙光束干涉雙頻雙光束干涉多頻多光束干涉多頻多光束干涉光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所10相干場的時(shí)空范圍相干場的時(shí)空范圍局部空間內(nèi)的局部空間內(nèi)的隨時(shí)間變化干涉信號隨時(shí)間變化干涉信號一定空間內(nèi)的一定空間內(nèi)的空間干涉信號空間干涉信號一定空間內(nèi)的一定空間內(nèi)的時(shí)間干涉信號時(shí)間干涉信號光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所11光波分光光波分光振幅式干涉儀振幅式干涉儀分波陣面式干涉儀分波陣面式干涉儀光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所12相干光束傳播路徑相干光束傳播路徑共程干涉

6、共程干涉非共程干涉非共程干涉光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所13以邁克爾遜干涉儀為例以邁克爾遜干涉儀為例參考鏡參考鏡單色光源單色光源光電檢測器光電檢測器測量鏡測量鏡L被測參量被測參量L，L/t光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所14光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所15影響干涉條紋對比度的因素影響干涉條紋對比度的因素干涉條紋圖樣對比度降低的普遍原因：干涉條紋圖樣對比度降低的普遍原因：minmaxminmaxIIIIK1）光源的時(shí)間相干性和空間相干性；）光源的時(shí)間相干性和空間相干性；2）相干光束的光強(qiáng)不相等；）相干光束的光強(qiáng)不相等

7、；3）雜散光的存在；）雜散光的存在；4）各光束的偏振狀態(tài)有差異。）各光束的偏振狀態(tài)有差異。光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所161)光源的時(shí)間相干性和空間相干性光源的時(shí)間相干性和空間相干性nL=m光程差相同的點(diǎn)光程差相同的點(diǎn)形成的亮線稱為亮紋形成的亮線稱為亮紋L2nL=（m+1/2）光程差光程差相同的點(diǎn)形成的暗線稱為相同的點(diǎn)形成的暗線稱為暗紋暗紋n當(dāng)當(dāng) + 的第的第m級亮紋與級亮紋與的第的第m+1級亮紋重合后，所級亮紋重合后，所有亮紋開始重合有亮紋開始重合 光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所17n以上條件可作為尚能分辨干涉條紋的限度，即以上條件可作為

8、尚能分辨干涉條紋的限度，即mm 1m2MLn由此得到最大干涉級由此得到最大干涉級 與此相對應(yīng)得上能產(chǎn)生干涉條紋的兩支相干光與此相對應(yīng)得上能產(chǎn)生干涉條紋的兩支相干光的的最大光程差最大光程差（或稱為（或稱為光源的相干長度光源的相干長度）為）為 上式表明，光源的相干長度與光源的譜線寬度上式表明，光源的相干長度與光源的譜線寬度成反比。成反比。光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所18n例如：用鎘紅光作為光源時(shí)，如果其波長為例如：用鎘紅光作為光源時(shí)，如果其波長為=643.8nm，光譜寬度，光譜寬度=0.0013nm，可計(jì)算出，可計(jì)算出相干長度為相干長度為mmLM3002 用用He-Ne

9、激光作為光源時(shí)，如果其波長為激光作為光源時(shí)，如果其波長為=632.8nm，光譜寬度，光譜寬度10-8nm，可計(jì)算出相，可計(jì)算出相干長度為干長度為kmnmLM40104132 由于有足夠長的相干長度，故不必調(diào)整兩支光路由于有足夠長的相干長度，故不必調(diào)整兩支光路的相干光程相等。的相干光程相等。光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所19 2）相干光束的光強(qiáng)不相等；）相干光束的光強(qiáng)不相等；n干涉圖樣的照度，在很大程度上取決于光源的尺寸，而干涉圖樣的照度，在很大程度上取決于光源的尺寸，而光源尺寸的大小又會對各類干涉儀的干涉圖樣的對比度光源尺寸的大小又會對各類干涉儀的干涉圖樣的對比度有不

10、同的影響有不同的影響n不同角的平行光束經(jīng)干涉儀形成彼此錯(cuò)開的等厚干涉不同角的平行光束經(jīng)干涉儀形成彼此錯(cuò)開的等厚干涉條紋，經(jīng)疊加后形成的干涉條紋如下圖所示條紋，經(jīng)疊加后形成的干涉條紋如下圖所示光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所20如果取對比度為如果取對比度為0.9，可得光源的許可半徑為，可得光源的許可半徑為hfrm2許可半徑正比于準(zhǔn)直物鏡的焦距，反比于等效空氣層厚度許可半徑正比于準(zhǔn)直物鏡的焦距，反比于等效空氣層厚度h的開方的開方光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所21n在干涉測量中，采取盡量減小光源尺寸的措施，固然在干涉測量中，采取盡量減小光源尺寸的措施

11、，固然可以提高條紋的對比度，但干涉場的亮度也會隨之減可以提高條紋的對比度，但干涉場的亮度也會隨之減弱，不利于觀測弱，不利于觀測n設(shè)法改變參考光路或測量光路的光程，使兩路光的等設(shè)法改變參考光路或測量光路的光程，使兩路光的等效空氣層厚度減薄，可以達(dá)到適當(dāng)開大光闌孔的目的效空氣層厚度減薄，可以達(dá)到適當(dāng)開大光闌孔的目的n為上述目的在干涉儀中采取的相應(yīng)技術(shù)措施，為上述目的在干涉儀中采取的相應(yīng)技術(shù)措施，稱為稱為保證空間相干性保證空間相干性光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所22第二節(jié)第二節(jié) 相干光的相位調(diào)制和檢測相干光的相位調(diào)制和檢測一、單頻光相位調(diào)制和條紋檢測一、單頻光相位調(diào)制和條紋

12、檢測1、單頻光的相位調(diào)制、單頻光的相位調(diào)制光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所23 I x yA x y1+r x,yx y,cos, ,L002ndl 0022Ln+nL光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所24激光器傳感器固定鏡M2測量鏡分光鏡光電檢測器邁克耳遜邁克耳遜(Michelson)干涉儀干涉儀光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所25鍍膜參考物被測物光電檢測器吉曼吉曼（Gell-Mann）干涉儀干涉儀光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所26激光器傳感器固定鏡分光鏡2分光鏡1測量鏡光電檢測器馬赫馬赫-澤德干

13、涉儀澤德干涉儀（Mach-Zehnder）光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所27激光器分光鏡1光電檢測器薩古納克干涉儀薩古納克干涉儀（Sagnac）被測物光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所28激光器傳感器光電檢測器參考物測量鏡d法布里法布里- -珀羅羅干涉儀珀羅羅干涉儀（Fabry-Perot）光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所29第二節(jié)第二節(jié) 相干光的相位調(diào)制和檢測相干光的相位調(diào)制和檢測一、單頻光相位調(diào)制和條紋檢測一、單頻光相位調(diào)制和條紋檢測2、單頻光的條紋調(diào)制、單頻光的條紋調(diào)制光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝

14、備研究所30光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所31光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所32 221212I x y taa2a at cos, , 22121201I x y taa2a at dt cos, , 001t dt coscos 001t dt coscos tcos I x y t, , t光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所33 001t dt coscos01 只有在只有在大時(shí)光強(qiáng)隨相位變化才明顯大時(shí)光強(qiáng)隨相位變化才明顯當(dāng)當(dāng)=0時(shí)，只有直流分量時(shí)，只有直流分量，表明在，表明在檢測時(shí)間內(nèi)兩光束不相干檢測時(shí)間內(nèi)兩光束

15、不相干 當(dāng)當(dāng)=1時(shí)，表明在時(shí)，表明在檢測時(shí)間內(nèi)相位保持不變，相干度最大檢測時(shí)間內(nèi)相位保持不變，相干度最大光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所34光的單色性對相干度的影響光的單色性對相干度的影響0 2020202L2LC2Lsinsin 20光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所35光源光束發(fā)散角的影響光源光束發(fā)散角的影響0002 n Li2 n LiC2 n Lisinsinsinsinsin 光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所36光電接收元件的接收孔闌的影響光電接收元件的接收孔闌的影響 2212122I xaa2a axDcos若干

16、涉條紋間距為若干涉條紋間距為D，則沿，則沿x方方向的條紋光強(qiáng)分布為向的條紋光強(qiáng)分布為光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所37在不同位置上的光點(diǎn)檢測器件的輸出光電流為在不同位置上的光點(diǎn)檢測器件的輸出光電流為Is,有有00hlx2222hlS1212x222212122212122IKdyaa2a ax dxDl2Khl aa2a aCxDD2Khl aa2a axDcossincoscos llDClDDsinsin 為混頻效率為混頻效率光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所38n當(dāng)當(dāng)l/D趨于零，即光闌趨于零，即光闌lD，則，則=1，信號交流分量幅度大，信

17、號交流分量幅度大n當(dāng)當(dāng)l/D=1， 則則=0，信號只有直流分量，對比度為零，信號只有直流分量，對比度為零n通常，在通常，在l一定時(shí)，用調(diào)節(jié)條紋寬度一定時(shí)，用調(diào)節(jié)條紋寬度D來提高混頻效率來提高混頻效率n請注意：請注意：l 的大小還有濾波作用，如的大小還有濾波作用，如l=D/2，可濾去，可濾去2n次諧波分量次諧波分量光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所39n在干涉條紋檢測時(shí)，還要判斷干涉條紋的運(yùn)動(dòng)方向并可逆技術(shù)在干涉條紋檢測時(shí)，還要判斷干涉條紋的運(yùn)動(dòng)方向并可逆技術(shù)n需要獲得相位差為需要獲得相位差為90的兩路信號的兩路信號n其方法有：其方法有：1）直接放光電元件，用其位置不同來獲

18、得）直接放光電元件，用其位置不同來獲得90相差相差2） 用移相板用移相板3） 在分光鏡上鍍一層移相膜在分光鏡上鍍一層移相膜4） 加偏振片移相加偏振片移相光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所40光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所41光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所42光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所43第二節(jié)第二節(jié) 相干光的相位調(diào)制和檢測相干光的相位調(diào)制和檢測二、單頻光波面的相位調(diào)制測量與干涉圖分析二、單頻光波面的相位調(diào)制測量與干涉圖分析光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所441、單頻光

19、波面的相位調(diào)制、單頻光波面的相位調(diào)制光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所45光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所46n以泰曼以泰曼-格林干涉儀格林干涉儀為例來分析為例來分析光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所47rrrjyxayxUyxjyxayxUexp,exp,000yxayxaayxayxIrrr,cos,2,00220yxn,干涉場上的光強(qiáng)分布為干涉場上的光強(qiáng)分布為再考慮到光路折返再考慮到光路折返yxL,yxLnyxnLyxyxr,4,00折射率分布；折射率分布；物面變形分布物面變形分布當(dāng)當(dāng)n不變時(shí)不變時(shí)當(dāng)當(dāng)L不變時(shí)不變時(shí)yx

20、Lnyx,4,0yxnLyx,4,0光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所482、干涉圖樣分析、干涉圖樣分析n干涉圖樣是二維圖形干涉圖樣是二維圖形光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所49 實(shí)際波面的面形輪廓相對于理想?yún)⒖疾娴膸缀螌?shí)際波面的面形輪廓相對于理想?yún)⒖疾娴膸缀纹疃x為偏差定義為波面偏差波面偏差干涉條紋分析中干涉條紋分析中最基本的信息是被測波面最基本的信息是被測波面相對于參考標(biāo)準(zhǔn)波面的波面偏差及實(shí)際波相對于參考標(biāo)準(zhǔn)波面的波面偏差及實(shí)際波面的輪廓形狀面的輪廓形狀1、波面偏差的表示、波面偏差的表示nHhW 由條紋之間的偏差所由條紋之間的偏差所表示的

21、波面偏差為表示的波面偏差為 H最適條紋間隔最適條紋間隔 n干涉儀的通道數(shù)（光束通過樣品次數(shù)）干涉儀的通道數(shù)（光束通過樣品次數(shù)）光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所502、光學(xué)零件面形偏差、光學(xué)零件面形偏差GB281381國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光圈的識別辦法國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光圈的識別辦法1）半徑偏差（）半徑偏差（N）2）像散偏差（）像散偏差（1N）3）局部偏差（）局部偏差（ 2N ） 被檢光學(xué)表面的曲率半徑相對參考表面曲率半徑的偏差，被檢光學(xué)表面的曲率半徑相對參考表面曲率半徑的偏差，以所對應(yīng)的光圈數(shù)以所對應(yīng)的光圈數(shù)N來表示來表示 被檢光學(xué)表面與參考表面在兩個(gè)相互垂直方向上的光圈數(shù)被檢光

22、學(xué)表面與參考表面在兩個(gè)相互垂直方向上的光圈數(shù)不等所對應(yīng)的偏差不等所對應(yīng)的偏差 被檢光學(xué)表面與參考表面在任一方向上產(chǎn)生的干涉條紋的被檢光學(xué)表面與參考表面在任一方向上產(chǎn)生的干涉條紋的局部不規(guī)則程度局部不規(guī)則程度光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所51半徑偏差N的度量光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所52像散像散1N偏差的度量偏差的度量光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所53局部局部2N偏差的度量偏差的度量光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所54n泰曼泰曼-格林干涉儀的獨(dú)特的物理性質(zhì)：格林干涉儀的獨(dú)特的物理性質(zhì)：n能看

23、到整個(gè)視場，即看到參考鏡和被測物面的任何一部分能看到整個(gè)視場，即看到參考鏡和被測物面的任何一部分n根據(jù)干涉條紋的變化就可判斷被測光學(xué)元件的質(zhì)量根據(jù)干涉條紋的變化就可判斷被測光學(xué)元件的質(zhì)量n用于表征初級像差所產(chǎn)生的雙光束干涉圖，可按金用于表征初級像差所產(chǎn)生的雙光束干涉圖，可按金斯萊克斯萊克（Kingslak）所論述的方法進(jìn)行分析，相對于）所論述的方法進(jìn)行分析，相對于高斯像點(diǎn)中心的波像差（高斯像點(diǎn)中心的波像差（OPD）可由下式求）可由下式求出出光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所55FxEyyxDyxCyxByyxAOPD2222222223224fRA縱向三級像差lhRB2徑

24、向慧差22lC徑向像散離焦22lLD軸傾斜繞xlhE軸傾斜繞 yltF透鏡的半徑R距離透鏡的后表面到像點(diǎn)的l像高h(yuǎn)離焦量L傾斜量軸橫向位移產(chǎn)生的波面軸和分別由像沿、yxth光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所56A、完善透鏡沒有傾斜時(shí)沒有傾斜時(shí)E=F=0E=5的傾斜時(shí)，條紋的傾斜時(shí)，條紋方向平行于傾斜方向方向平行于傾斜方向有離焦但無有離焦但無傾斜傾斜既有離焦又既有離焦又有傾斜有傾斜光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所57B、球差A(yù)=6沒有離焦沒有離焦（D=0）和傾斜）和傾斜（E=F=0）平均焦距處平均焦距處D=A，E=5，F(xiàn)=0平均焦距處平均焦距處D=A

25、，E=F=0D=2,A=10,E=F=0D=2,A=10,E=5，F(xiàn)=0A=2 （D=0）（E=F=0）光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所58C、彗差B=5時(shí)，沒有離焦的近時(shí)，沒有離焦的近軸彗差圖軸彗差圖中間干涉圖是沒有傾斜中間干涉圖是沒有傾斜E=F=0的的兩邊的條紋圖是有不同組兩邊的條紋圖是有不同組合傾斜（合傾斜（E=3,F=3）光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所59B=5時(shí)，有少量離焦時(shí)，有少量離焦（D=2）的彗差干涉圖）的彗差干涉圖中間干涉圖是沒有傾斜中間干涉圖是沒有傾斜E=F=0的的兩邊的條紋圖是有不同組兩邊的條紋圖是有不同組合傾斜（合傾斜（

26、E=3,F=3）光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所60D、像散C=2時(shí)的像散干涉圖D=0時(shí)可得到匹茨瓦Petzval焦點(diǎn)，可得像散OPD223yDCxDCOPD若C+D=0，為徑向焦點(diǎn)若3C+D=0，為子午焦點(diǎn)若C+D=-(3C+D)，D=-2C為平均焦點(diǎn)右圖為匹茨瓦焦點(diǎn)處各方向有傾斜時(shí)的干涉圖（E=3,F=3）光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所61C=2時(shí)的像散干涉圖 右圖為表示在徑向焦點(diǎn)處有組合傾斜時(shí)的像散干涉圖光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所62C=2時(shí)的像散干涉圖 右圖為表示在平均焦點(diǎn)處有組合傾斜時(shí)的像散干涉圖光電信息

27、測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所63C=2時(shí)的像散干涉圖 右圖為表示在子午焦點(diǎn)處有組合傾斜時(shí)的像散干涉圖光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所64E、組合像差球差和彗差組球差和彗差組合的干涉圖合的干涉圖球差和像散組球差和像散組合的干涉圖合的干涉圖彗差和像散組彗差和像散組合的干涉圖合的干涉圖球差、彗差、像球差、彗差、像散同時(shí)存在的組散同時(shí)存在的組合干涉圖合干涉圖光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所653、斐索干涉儀、斐索干涉儀n由于普通干涉儀的參考光束和測量光束沿著彼此由于普通干涉儀的參考光束和測量光束沿著彼此分開的光路行進(jìn)，它們受到環(huán)境的震

28、動(dòng)和溫度的分開的光路行進(jìn)，它們受到環(huán)境的震動(dòng)和溫度的影響不同影響不同n若不采取適當(dāng)?shù)母粽窈秃銣卮胧?，則在觀察面或若不采取適當(dāng)?shù)母粽窈秃銣卮胧瑒t在觀察面或接收面上的干涉條紋是不穩(wěn)定的，也就不可能進(jìn)接收面上的干涉條紋是不穩(wěn)定的，也就不可能進(jìn)行精確測量行精確測量n而共路干涉儀可以較好地解決上述問題而共路干涉儀可以較好地解決上述問題光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所66n共路干涉儀：共路干涉儀：就是干涉儀中參考光束與測量光束就是干涉儀中參考光束與測量光束經(jīng)過同一光路的干涉儀經(jīng)過同一光路的干涉儀n共路干涉儀的優(yōu)點(diǎn)：共路干涉儀的優(yōu)點(diǎn)：對環(huán)境的震動(dòng)和溫度、氣流的變化能產(chǎn)生彼此共模抑制

29、對環(huán)境的震動(dòng)和溫度、氣流的變化能產(chǎn)生彼此共模抑制無需隔振和恒溫條件也能獲得穩(wěn)定的干涉條紋無需隔振和恒溫條件也能獲得穩(wěn)定的干涉條紋具有不需要尺寸等于被測表面的參考表面具有不需要尺寸等于被測表面的參考表面參考光束直接來自被測表面的微小區(qū)域，不受被測表面參考光束直接來自被測表面的微小區(qū)域，不受被測表面誤差的影響誤差的影響可直接獲得被測表面的缺陷信息可直接獲得被測表面的缺陷信息光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所67n在上述這類共路干涉儀中，干涉場中心的兩支光在上述這類共路干涉儀中，干涉場中心的兩支光束的光程差一般為零，對光源的時(shí)間相干性要求束的光程差一般為零，對光源的時(shí)間相干性要

30、求不高，可以采用白光光源不高，可以采用白光光源n而在另一類共路干涉儀中，干涉是由一支光束相而在另一類共路干涉儀中，干涉是由一支光束相對于另一支光束錯(cuò)位產(chǎn)生的，即參考光束和檢測對于另一支光束錯(cuò)位產(chǎn)生的，即參考光束和檢測光束均受被測表面信息的影響，所產(chǎn)生的干涉圖光束均受被測表面信息的影響，所產(chǎn)生的干涉圖不直接反映被測表面的信息，需經(jīng)過計(jì)算才能求不直接反映被測表面的信息，需經(jīng)過計(jì)算才能求得得此類干涉稱為此類干涉稱為共路錯(cuò)位干涉儀共路錯(cuò)位干涉儀光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所68斐索共路干涉儀n共路干涉儀是借助一些特殊的分共路干涉儀是借助一些特殊的分束器來實(shí)現(xiàn)的束器來實(shí)現(xiàn)的n當(dāng)

31、參考平面和被測表面之間形成當(dāng)參考平面和被測表面之間形成很小的空氣楔時(shí)，可以看到或檢很小的空氣楔時(shí)，可以看到或檢測到等厚條紋測到等厚條紋n若參考平面是理想的，則等厚條若參考平面是理想的，則等厚條紋的任何形狀變化就可認(rèn)為是被紋的任何形狀變化就可認(rèn)為是被測表面的缺陷測表面的缺陷光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所69n用凹面鏡準(zhǔn)直光束的斐用凹面鏡準(zhǔn)直光束的斐索干涉儀索干涉儀n針孔的離焦、準(zhǔn)直透鏡針孔的離焦、準(zhǔn)直透鏡的像差及分光鏡的厚度的像差及分光鏡的厚度都會使出射光束的準(zhǔn)直都會使出射光束的準(zhǔn)直性受到影響，在設(shè)計(jì)時(shí)性受到影響，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有嚴(yán)格要求應(yīng)有嚴(yán)格要求光電信息測控技術(shù)與裝備研

32、究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所70光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所71n必須指出：只有參考面與被測面之間的必須指出：只有參考面與被測面之間的空氣間隔很小且在結(jié)構(gòu)上使兩者形成一空氣間隔很小且在結(jié)構(gòu)上使兩者形成一體時(shí)，才能具有共路干涉的特性，對外體時(shí)，才能具有共路干涉的特性，對外界干擾才具有界干擾才具有“脫敏脫敏”性能性能n空氣間隔小的稱為共路型斐索干涉儀空氣間隔小的稱為共路型斐索干涉儀n空氣間隔大的稱為非共路型斐索干涉儀空氣間隔大的稱為非共路型斐索干涉儀光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所72n相干探測的主要方式為外差干涉探測相干探測的主要方式為外差

33、干涉探測一、光學(xué)外差檢測原理一、光學(xué)外差檢測原理n光學(xué)外差探測將包含被測信息的相干調(diào)制光波光學(xué)外差探測將包含被測信息的相干調(diào)制光波合作為基準(zhǔn)的本機(jī)振蕩光波合作為基準(zhǔn)的本機(jī)振蕩光波n在滿足波前匹配條件情況下在光電檢測元件上在滿足波前匹配條件情況下在光電檢測元件上進(jìn)行光學(xué)混頻進(jìn)行光學(xué)混頻n光電檢測元件的輸出是頻率為兩束光波光頻差光電檢測元件的輸出是頻率為兩束光波光頻差的拍頻信號的拍頻信號光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所73入射光波 SSSStatUsin 0000sintatU0022SS S0S0S0S0S0S00020SS2202020220tcosa2atcosa2a

34、2t2cosa2t2cosaaa22SSeSSeSehsStUtUtUtUStUtUSI參考光波光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所74t2cosaatcosaaS0S0S0S0eehsSSI光學(xué)外差信號表達(dá)式光學(xué)外差信號表達(dá)式光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所75光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所76n參考光為相干光的光頻率和相位的比較基準(zhǔn)參考光為相干光的光頻率和相位的比較基準(zhǔn)n信號光可以由本機(jī)振蕩光分束后經(jīng)調(diào)制形成，信號光可以由本機(jī)振蕩光分束后經(jīng)調(diào)制形成，多用于干涉測量多用于干涉測量n信號光采用獨(dú)立的相干光源保持與本機(jī)振蕩光信

35、號光采用獨(dú)立的相干光源保持與本機(jī)振蕩光波的頻率跟蹤和相位同步，波的頻率跟蹤和相位同步，多用于相干通信多用于相干通信光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所77n光外差檢測的特性：光外差檢測的特性：1）探測能力強(qiáng)）探測能力強(qiáng)2）轉(zhuǎn)換增益高）轉(zhuǎn)換增益高3）信噪比高）信噪比高4）濾波性好）濾波性好5）穩(wěn)定性和可靠性高）穩(wěn)定性和可靠性高光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所78二、外差檢測的調(diào)頻方法二、外差檢測的調(diào)頻方法n為實(shí)現(xiàn)外差檢測所必需的光頻差，工程上采用為實(shí)現(xiàn)外差檢測所必需的光頻差，工程上采用多種頻率調(diào)制技術(shù)多種頻率調(diào)制技術(shù)n根據(jù)光頻差獲得方式分為根據(jù)光頻差獲

36、得方式分為n參量調(diào)頻法參量調(diào)頻法n固定頻移法固定頻移法n直接調(diào)頻法直接調(diào)頻法光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所79參量調(diào)頻法參量調(diào)頻法光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所80固定頻移法固定頻移法光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所81光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所82直接調(diào)頻法直接調(diào)頻法光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所83光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所84n用光學(xué)多普勒效應(yīng)可形成運(yùn)動(dòng)參量調(diào)頻用光學(xué)多普勒效應(yīng)可形成運(yùn)動(dòng)參量調(diào)頻n多普勒效應(yīng)：多普勒效應(yīng)：n運(yùn)動(dòng)物

37、體能改變?nèi)肷溆谄渖系牟▌?dòng)性質(zhì)運(yùn)動(dòng)物體能改變?nèi)肷溆谄渖系牟▌?dòng)性質(zhì)n光學(xué)多普勒效應(yīng)：光學(xué)多普勒效應(yīng)：n若光波入射到運(yùn)動(dòng)物體上，由于物體的運(yùn)動(dòng)若光波入射到運(yùn)動(dòng)物體上，由于物體的運(yùn)動(dòng)將使入射光波頻率改變的現(xiàn)象將使入射光波頻率改變的現(xiàn)象光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所85光學(xué)多普勒效應(yīng)光學(xué)多普勒效應(yīng) 當(dāng)頻率為當(dāng)頻率為f0的單色光入射到以速度的單色光入射到以速度v運(yùn)動(dòng)的物體上時(shí)，運(yùn)動(dòng)的物體上時(shí)，被物體散射的光波頻率被物體散射的光波頻率fs會產(chǎn)生多普勒頻移會產(chǎn)生多普勒頻移f 0rrsf 與散射方向有關(guān)，其表達(dá)式為與散射方向有關(guān)，其表達(dá)式為是散射接收方向和光束入射方向的單位矢量差，稱為

38、多是散射接收方向和光束入射方向的單位矢量差，稱為多普勒強(qiáng)度方向普勒強(qiáng)度方向001rrvfffss光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所860rrs002rrrs當(dāng)當(dāng)有有vrvf220這就是邁克爾遜干涉儀用這就是邁克爾遜干涉儀用于速度測量時(shí)的情況于速度測量時(shí)的情況光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所87222sinsinvf這就是多普勒測速的基本公式這就是多普勒測速的基本公式光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所88n多普勒測速儀中頻率調(diào)制有多種方式：多普勒測速儀中頻率調(diào)制有多種方式：n參考光束方式參考光束方式n對稱互差方式對稱互差方式n干

39、涉條紋方式干涉條紋方式光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所89參考光束方式參考光束方式光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所90對稱互差方式對稱互差方式光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所91干涉條紋方式干涉條紋方式光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所92n利用頻移器件使參考光波相對信號光波利用頻移器件使參考光波相對信號光波形成一固定的頻率偏移形成一固定的頻率偏移 或利用雙頻光源形成有一定頻差的兩束或利用雙頻光源形成有一定頻差的兩束相干光束的頻率調(diào)制的方法相干光束的頻率調(diào)制的方法n固定頻差可通過光學(xué)或光電子器件產(chǎn)生固

40、定頻差可通過光學(xué)或光電子器件產(chǎn)生光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所93（1）塞曼效應(yīng)激光頻移）塞曼效應(yīng)激光頻移光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所94（2）聲光效應(yīng)激光頻移）聲光效應(yīng)激光頻移光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所95（3）旋轉(zhuǎn)波片激光頻移）旋轉(zhuǎn)波片激光頻移光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所96（4）旋轉(zhuǎn)光柵激光頻移）旋轉(zhuǎn)光柵激光頻移光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所97激光雷達(dá)測速原理圖S入射激光束入射激光束0PD參考光參考光M1M2Q散射光散射光光電信息測控技術(shù)與裝備研究所

41、光電信息測控技術(shù)與裝備研究所98相干接收激光雷達(dá)方框圖（單穩(wěn)）相干接收激光雷達(dá)方框圖（單穩(wěn)）123456789101112131-1-激光發(fā)射機(jī)激光發(fā)射機(jī)2-2-光束整形系統(tǒng)光束整形系統(tǒng)3-3-發(fā)射發(fā)射/ /接收隔離開關(guān)接收隔離開關(guān)4-4-望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡5-5-光學(xué)掃描系統(tǒng)光學(xué)掃描系統(tǒng)6-6-目標(biāo)目標(biāo)7-7-本機(jī)振蕩器本機(jī)振蕩器8-8-光學(xué)混頻器光學(xué)混頻器9-9-光學(xué)成像系統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)10-10-光敏探測器光敏探測器11-11-高通電子濾波器高通電子濾波器12-12-信號處理器信號處理器13-13-數(shù)字處理器數(shù)字處理器光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所99光電信息測控技術(shù)

42、與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所100零拍探測激光雷達(dá)原理框圖（單穩(wěn)）零拍探測激光雷達(dá)原理框圖（單穩(wěn)）1234567891011121314151-1-激光發(fā)射機(jī)激光發(fā)射機(jī)2-2-分束器分束器4-4-發(fā)射發(fā)射/ /接收隔離開關(guān)接收隔離開關(guān)3-3-光調(diào)制器光調(diào)制器6-6-光學(xué)掃描系統(tǒng)光學(xué)掃描系統(tǒng)7-7-目標(biāo)目標(biāo)8-8-半波帶片半波帶片10-10-光學(xué)混頻器光學(xué)混頻器 11-11-光學(xué)成像系統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)12-12-光敏探測器光敏探測器13-13-高通電子濾波器高通電子濾波器14-14-信號處理器信號處理器15-15-數(shù)字處理器數(shù)字處理器5-5-擴(kuò)束器擴(kuò)束器9-9-反射鏡反射鏡光電信息測控

43、技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所101相干接收激光雷達(dá)方框圖（雙穩(wěn)）相干接收激光雷達(dá)方框圖（雙穩(wěn)）12345678910111213141-1-激光發(fā)射機(jī)激光發(fā)射機(jī)2-2-光束整形系統(tǒng)光束整形系統(tǒng)3-3-發(fā)射系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡發(fā)射系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡4-4-發(fā)射系統(tǒng)光學(xué)掃描部件發(fā)射系統(tǒng)光學(xué)掃描部件6-6-接收系統(tǒng)光學(xué)掃描部件接收系統(tǒng)光學(xué)掃描部件5-5-目標(biāo)目標(biāo)7-7-接收系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡接收系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡9-9-光學(xué)混頻器光學(xué)混頻器10-10-光學(xué)成像系統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)11-11-光敏探測器光敏探測器12-12-高通電子濾波器高通電子濾波器13-13-信號處理器信號處理器14-14-數(shù)字處理器數(shù)字處理器8-8-

44、本機(jī)振蕩激光本機(jī)振蕩激光光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所102光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所103零拍探測激光雷達(dá)原理框圖（雙穩(wěn)）零拍探測激光雷達(dá)原理框圖（雙穩(wěn)）12345678910111213141-1-激光發(fā)射機(jī)激光發(fā)射機(jī)2-2-分束器分束器3-3-光調(diào)制器光調(diào)制器4-4-發(fā)射系統(tǒng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡發(fā)射系統(tǒng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡5-5-發(fā)射系統(tǒng)掃描器發(fā)射系統(tǒng)掃描器6-6-目標(biāo)目標(biāo)8-8-接收系統(tǒng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡接收系統(tǒng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡7-7-光學(xué)混頻器光學(xué)混頻器10-10-光學(xué)成像系統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)11-11-光敏探測器光敏探測器12-12-高通電子濾波器高通電子濾波器1

45、3-13-信號處理器信號處理器14-14-數(shù)字處理器數(shù)字處理器9-9-接收系統(tǒng)掃描器接收系統(tǒng)掃描器光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所104激光雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)的理想光束質(zhì)量激光雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)的理想光束質(zhì)量 激光雷達(dá)的性能與發(fā)射的激光光束的性質(zhì)有激光雷達(dá)的性能與發(fā)射的激光光束的性質(zhì)有著密切的關(guān)系著密切的關(guān)系n如：激光的發(fā)射功率、激光光束的束寬或發(fā)散角、如：激光的發(fā)射功率、激光光束的束寬或發(fā)散角、激光光束的光強(qiáng)分布截面形狀和相對目標(biāo)的傳輸激光光束的光強(qiáng)分布截面形狀和相對目標(biāo)的傳輸方向等。方向等。 激光雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先遇到的就是光束形激光雷達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先遇到的就是光束形狀問題。狀

46、問題。光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所105利用可進(jìn)行頻率調(diào)制的激光器產(chǎn)生隨時(shí)將變化的調(diào)利用可進(jìn)行頻率調(diào)制的激光器產(chǎn)生隨時(shí)將變化的調(diào)頻參考光束的頻率調(diào)制方法稱為頻參考光束的頻率調(diào)制方法稱為直接光頻調(diào)制法直接光頻調(diào)制法1）半導(dǎo)體激光器的直接頻率調(diào)制）半導(dǎo)體激光器的直接頻率調(diào)制當(dāng)注入電流改變時(shí)，激光器的振蕩頻率能跟隨直接當(dāng)注入電流改變時(shí)，激光器的振蕩頻率能跟隨直接變化，可實(shí)現(xiàn)直接光頻調(diào)制變化，可實(shí)現(xiàn)直接光頻調(diào)制光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所1062）直接調(diào)頻光干涉測量）直接調(diào)頻光干涉測量光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所107

47、三、外差檢測方法三、外差檢測方法（一）零差檢測（一）零差檢測光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所108光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所109光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所110（二）雙頻干涉（二）雙頻干涉 光外差干涉技術(shù)是為適應(yīng)復(fù)雜的測量環(huán)境而發(fā)展起來光外差干涉技術(shù)是為適應(yīng)復(fù)雜的測量環(huán)境而發(fā)展起來的技術(shù)的技術(shù)該技術(shù)的共同特點(diǎn)是在干涉儀的參考光路中引入具有一定頻該技術(shù)的共同特點(diǎn)是在干涉儀的參考光路中引入具有一定頻率的副載波，干涉后被測信號是通過這一副載波來傳遞的，率的副載波，干涉后被測信號是通過這一副載波來傳遞的，并被光電器件

48、接收，從而使光電器件后面的前置放大器可用并被光電器件接收，從而使光電器件后面的前置放大器可用一個(gè)交流放大器來代替常規(guī)的直流放大器，用以隔絕由于外一個(gè)交流放大器來代替常規(guī)的直流放大器，用以隔絕由于外界環(huán)境干擾所引起的直流電平漂移。界環(huán)境干擾所引起的直流電平漂移。利用這種激光外差技術(shù)設(shè)計(jì)的干涉儀稱為外差干涉儀，也利用這種激光外差技術(shù)設(shè)計(jì)的干涉儀稱為外差干涉儀，也稱為交流干涉儀稱為交流干涉儀光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所111雙頻激光外差干涉儀光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所112雙頻激光外差干涉儀n光源為雙頻光源為雙頻He-Ne激光器激光器n在激光

49、器的全內(nèi)腔單頻激光器上加上約在激光器的全內(nèi)腔單頻激光器上加上約0.3T（特（特拉斯）的軸向磁場，由于塞曼效應(yīng)和頻率牽引效拉斯）的軸向磁場，由于塞曼效應(yīng)和頻率牽引效應(yīng)，使激光器輸出一束有兩個(gè)不同頻率的左旋和應(yīng)，使激光器輸出一束有兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光，頻差為右旋圓偏振光，頻差為1.5MHz光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所1132fLdtdtfdtNttt222000f1和和f2頻率相差幾頻率相差幾MHzNL2光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所114雙頻激光外差干涉的應(yīng)用n雙頻激光干涉儀用于精密測角雙頻激光干涉儀用于精密測角RfdtsinRs

50、int2011光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所115雙頻激光外差干涉的應(yīng)用n雙頻激光干涉儀用于直線度測量雙頻激光干涉儀用于直線度測量nf1的光程差較原來減小了的光程差較原來減小了2AC，而，而f2的光程差卻增加了的光程差卻增加了2BD；n二者總差值等于二者總差值等于2（AC+BD）24220sinfdtsinBDACABt光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所116（三）直接光頻率調(diào)制的外差檢測（三）直接光頻率調(diào)制的外差檢測光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所117光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所118陀陀 螺螺 儀儀機(jī)械陀螺儀（機(jī)械陀螺儀（MG）其缺點(diǎn)：其缺點(diǎn)：1）到所需轉(zhuǎn)速的啟動(dòng)時(shí)間長（約）到所需轉(zhuǎn)速的啟動(dòng)時(shí)間長（約10秒）秒）2）性能與質(zhì)量高精度平衡旋轉(zhuǎn)的壽命有）性能與質(zhì)量高精度平衡旋轉(zhuǎn)的壽命有關(guān)關(guān)3）結(jié)構(gòu)體積大和耗能大）結(jié)構(gòu)體積大和耗能大光電信息測控技術(shù)與裝備研究所光電信息測控技術(shù)與裝備研究所119新型陀螺儀分類新型陀螺儀分類新型陀螺儀新型陀螺儀RLG環(huán)形激光環(huán)形激光陀螺儀陀螺