探索“激光干涉儀”的發(fā)展史

現(xiàn)代激光干涉技術(shù)是在人類關(guān)于光學(xué)的幾乎全部知識(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。激光與普通光源相比，具有一些獨(dú)特的性質(zhì)：單色性好、相干性好、方向性強(qiáng)、亮度高。激光干涉儀是以激光波長為已知長度，利用邁克爾遜干涉系統(tǒng)測(cè)量位移的通用長度測(cè)量，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，已經(jīng)成為人類認(rèn)知世界的重要工具。

1604年開普勒（J．Kepler）寫出光學(xué)著作，指出光的強(qiáng)度和到達(dá)光源距離的平方成反比。并于1611年出版《折射光學(xué)》。

1801年托馬斯?楊（Thomas Young）用雙狹縫實(shí)驗(yàn)演示了光的干涉現(xiàn)象，即著名的楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)。

1881年邁克爾遜（Albert．A．Michelson）設(shè)計(jì)了著名的實(shí)驗(yàn)來測(cè)量“以太”漂移。當(dāng)然沒測(cè)到漂移，由此導(dǎo)致“以太”說的破滅和相對(duì)論的誕生。它首次用于干涉儀，以鎘紅譜線與國際米原器作對(duì)比。正是由于他的工作導(dǎo)致后來用光的波長定義“米”。由于他在精密光學(xué)儀器、光譜和計(jì)量領(lǐng)域的研究工作于1907年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

邁克爾遜激光干涉儀原理圖

1960年Maiman研制成功第一臺(tái)紅寶石激光器，從此開始了光學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的新時(shí)代。從此，激光干涉測(cè)量被廣泛地用于長度、角度、微觀形貌、轉(zhuǎn)速、光譜等領(lǐng)域，并和微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)集成，成為現(xiàn)代干涉儀。

1982年G．Binning和H．Rohrer研制成功掃描隧道顯微鏡，1986年發(fā)明原子力顯微鏡，1986年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。從此開始了干涉儀向納米、亞納米分辨率和精度前進(jìn)的新時(shí)代。

由于激光具有極好的時(shí)間相干性，自問世以來，已研制出多種激光干涉儀：單頻激光干涉儀、雙頻激光干涉儀、半導(dǎo)體激光干涉儀、法布里-珀羅（F-P）干涉儀、X射線干涉儀等。

激光干涉儀是激光在計(jì)量領(lǐng)域中最成功的應(yīng)用之一。利用光的干涉實(shí)現(xiàn)測(cè)量，具有非接觸、無損檢測(cè)的特點(diǎn)，已經(jīng)在各個(gè)不同領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

激光干涉儀機(jī)床檢測(cè)應(yīng)用

中圖儀器近期推出的 SJ6000激光干涉儀 采用進(jìn)口高穩(wěn)頻氦氖激光器、雙縱模熱穩(wěn)頻技術(shù)、多參數(shù)環(huán)境補(bǔ)償技術(shù)、高速數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)等技術(shù)，通過與不同的光學(xué)組件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)線性、角度、直線度、垂直度、平面度等幾何量的檢測(cè)。線性測(cè)長精度：±0.5ppm，激光穩(wěn)頻精度：0.05ppm。