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光纖干涉儀的介紹

來源:環保設備     添加時間:2022-12-09 04:35:53

一、光纖干涉儀的介紹

光纖干涉儀,光學現象干涉的儀器。干涉現象是光學的基本現象,利用光纖實現光的干涉,是光干涉現象的重要應用。由于光纖取代透鏡系統構成的。光路具有柔軟、形狀可隨意變化、傳輸距離遠、可適用于各種有強電磁干擾、易燃易爆等惡劣環境,從而可以構造出各種結構的干涉儀和許多功能器件,如光纖陀螺、光開關、光定位器件等,有廣泛的應用前景。光纖Mach-Zehnder干涉儀可以用于教學實驗裝置,學生利用此裝置進行實驗,不僅可以加深對光干涉現象的理解,明了影響光干涉的因素,而且可以鍛煉動手調節光路的能力,啟發創新意識。

二、什么是激光干涉儀

激光干涉儀以光波為載體,其光波波長可以直接對米進行定義,且可以溯源至國家標準,是迄今公認的高精度、高靈敏度的測量儀器,在高端制造領域應用廣泛。

SJ6000激光干涉儀具有測量精度高、測量范圍大、測量速度快、最高測速下分辨率高等優點,結合不同的光學鏡組,可實現線性測長、角度、直線度、垂直度、平行度、平面度等幾何參量的高精度測量。在SJ6000激光干涉儀動態測量軟件配合下,可實現線性位移、角度和直線度的動態測量與性能檢測,以及進行位移、速度、加速度、振幅與頻率的動態分析,如振動分析、絲桿導軌的動態特性分析、驅動系統的響應特性分析等。

激光干涉儀是用以測量含有運動導軌如機床、三坐標、直線電機、自動化設備機器人等的運動精度,并可以對其運動導軌的精度誤差進行補償。

激光干涉儀,關鍵字是激光和干涉。

干涉(interference)是兩列或兩列以上的波在空間中重疊時發生疊加從而形成新的波形的現象。對光源有一定的要求,而激光的三個特性能夠較好的發生干涉。

所以就出現了用激光干涉實現某種應用的儀器。

一般性應用都是測面型,距離,速度等。

因為兩束滿足特定要求的激光能夠產生干涉條紋,而兩束光的相差導致干涉條紋的能量分布發生變化。通過采集干涉條紋的能量,反計算相差從而計算出被測物的局部面型變化,或者位置變化。

具體分類可分單頻和雙頻激光干涉儀。常見的光路基本結構有傅里葉,法波等,基本上就是雙光束干涉或者多光束干涉原理。以上為本人淺見。。

三、什么是激光干涉儀

激光干涉儀以光波為載體,其光波波長可以直接對米進行定義,且可以溯源至國家標準,是迄今公認的高精度、高靈敏度的測量儀器,在高端制造領域應用廣泛。

SJ6000激光干涉儀具有測量精度高、測量范圍大、測量速度快、最高測速下分辨率高等優點,結合不同的光學鏡組,可實現線性測長、角度、直線度、垂直度、平行度、平面度等幾何參量的高精度測量。在SJ6000激光干涉儀動態測量軟件配合下,可實現線性位移、角度和直線度的動態測量與性能檢測,以及進行位移、速度、加速度、振幅與頻率的動態分析,如振動分析、絲桿導軌的動態特性分析、驅動系統的響應特性分析等。

激光干涉儀是用以測量含有運動導軌如機床、三坐標、直線電機、自動化設備機器人等的運動精度,并可以對其運動導軌的精度誤差進行補償。

激光干涉儀,關鍵字是激光和干涉。

干涉(interference)是兩列或兩列以上的波在空間中重疊時發生疊加從而形成新的波形的現象。對光源有一定的要求,而激光的三個特性能夠較好的發生干涉。

所以就出現了用激光干涉實現某種應用的儀器。

一般性應用都是測面型,距離,速度等。

因為兩束滿足特定要求的激光能夠產生干涉條紋,而兩束光的相差導致干涉條紋的能量分布發生變化。通過采集干涉條紋的能量,反計算相差從而計算出被測物的局部面型變化,或者位置變化。

具體分類可分單頻和雙頻激光干涉儀。常見的光路基本結構有傅里葉,法波等,基本上就是雙光束干涉或者多光束干涉原理。以上為本人淺見。。

四、什么叫干涉儀?干涉儀的原理和構造

新型水波干涉儀

劉小兵 梁維剛 羅星凱

原載:《物理實驗》2001年第11期

[摘 要] 介紹了自制水波干涉儀的結構、原理、制作及使用方法。利用該裝置可演示水波的干涉及衍射。

[關鍵詞] 波發生器 機械波 演示裝置

作為水波干涉演示實驗所用的相干波源,要達到良好的演示效果,需要滿足的主要條件有:

1) 兩列波產生的過程直觀,原理易于為學生所理解;

2) 能方便地調節波源的頻率、振幅;

3) 性能穩定,工作可靠。

現有的水波干涉演示儀所用的相干波源有彈簧片振動式(分電機策動和電磁策動)、滴水式和斷續氣流式(用增氧泵產生氣流)等,它們各有特點.為尋求更佳的實驗效果,我們利用低頻揚聲器及其驅動電路性能穩定,可長時間在低頻率、大振幅情況下可靠工作的特點,設計制作了一新型氣泵式相干波源.

1.儀器結構及原理

相干波源主體由低頻信號發生器及其功率放大器、大功率長沖程揚聲器和其它配件組成.由頻率可調的低頻信號發生器產生的正弦波, 經功率放大后驅動揚聲器,其振膜的振動驅動泵箱內空氣,并經兩噴氣管策動水面,形成相干波源(其基本結構如圖1所示)。

圖1 相干波源主體框圖

2.儀器的制作

2.1 專用信號發生器及放大器

本儀器所用的信號發生器為專門設計的低頻正弦波發生器,功率放大器為音頻集成功放,它們分別以集成電路μA741,TDA2030為核心,參考電路如圖2(a)所示.調節W1和W2即可改變相干波源的頻率及振幅.該電路的電源如圖2(b)所示.采用半波整流取出“+”、“-”雙直流電源,是為了配合現有的大部分學生電源均為單交流輸出而設計的,其中2Ω/10W的電阻是為了防止開機電容充電時很大的浪涌電流而引起學生電源過流保護.當然,電源部分也可用電源變壓器及整流、濾波電路提供。

圖2 信號發生器及放大器電路

2.2 揚聲器及泵箱

揚聲器采用“銀笛YD131-724XS”低音揚聲器.泵箱是把揚聲器的前端用一塊(開有與揚聲器口徑等大的孔)軟塑料密封墊圈和一塊(開有兩個直徑8mm的出氣孔)透明有機玻璃蓋板一起用螺釘密封而成.這樣可以直觀的看到揚聲器振膜的振動,便于說明相干波源的產生機理.然后把長2cm,內外徑分別為4mm和8mm的硬塑料管插入兩出氣孔(一端與有機玻璃板平齊),并用萬能膠粘牢、密封.裝配示意圖如圖3所示.

圖3 揚聲器及泵箱裝配圖

2.3 噴氣管及噴頭

噴氣管采用直徑8mm的輸血膠管,一端與泵箱相連,另一端需加長約10cm,口徑約2mm的噴頭(可直接采用質地較硬的圓珠筆芯),兩噴頭的間距約為4~8cm,任意可調,以適合不同波長的相干波.為調節方便,用一根長6cm,內外徑分別為18mm和20mm的硬塑料管和另一根長6cm,內外徑分別為16mm和18mm的硬塑料管組成一個兩節伸縮式圓柱套管,然后把兩噴頭分別固定在該套管的兩端(如圖4所示)。

圖4 噴氣管及噴頭

2.4 總裝

將電路部分安裝在一機箱內,頻率調節旋鈕、振幅調節旋鈕和電源開關安裝在箱體面板上,并引出電源線和揚聲器連接線;噴氣管與泵箱的連接則做成可任意拔插式,兩噴頭固定在圓柱套管上,然后用試管夾及鐵架臺將其置于發波水槽水面上方約1cm處.實物連接如圖5所示.

3.使用方法

按圖5把電源線與學生電源的交流輸出接線柱(取交流12V)相連,開啟相干波源電源開關,適當調節頻率、振幅旋鈕、兩噴氣管口間距及投影儀,在投影屏幕上即可觀察到明顯的水波干涉圖樣(噴氣管口與水面的間距一般取2cm).如果要演示兩列頻率、振幅不相等的水波的相遇情況,只需用兩臺該相干波源各自的一個噴氣管,并調節使它們的頻率、振幅不相等即可.該儀器除能演示波的干涉外,還能演示波的衍射.使用時只需拔去其中一噴氣管并用小塞子堵住該出氣孔,然后在水中適當位置放置障礙物或小孔即可.

圖5 總裝示意圖

本裝置設計中采用的文氏電橋正弦波發生器及低頻功率放大器,其核心集成電路性能穩定,外圍電路簡單,取材容易,成本低;頻率為1~300Hz任意可調(當頻率超過50Hz時,水波的波長較小,不適于演示),并保證足夠振幅;用空氣作傳遞振動介質,通過氣流策動水面而產生水波,避免了激發頭直接安裝在揚聲器振膜上而容易出現激發頭被卡死,導致揚聲器和功率放大器損壞,增強了裝置的安全性、穩定性和可靠性

 


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