精密位移的激光干涉测量实验报告

激光干涉位移测量技术

张欣（2015110034）

摘 要：为了实现纳米级以上分辨力位移的测量研究，利用激光干涉位移测量技术可以达到纳米级分辨力，其具有可溯源、分辨力高、测量速度快等特点，是目前位移测量领域的主流技术。本文对目前主要的激光干涉位移测量技术进行了分类介绍，并对各种干涉仪的特点进行了分析，最后介绍了激光干涉位移测量技术的国内外发展现状和趋势。

关键词：纳米级；激光干涉；位移测量；

1 引言

干涉测量技术( interferometry ) 是基于电磁波干涉理论，通过检测相干电磁波的图样，频率、振幅、相位等属性，将其应用于各种相关的测量技术的统称。用于实现干涉测量技术的仪器被称为干涉仪。在当今多个科研领域，干涉测量技术都发挥着重要的作用，包括天文学，光纤光学，以及各种工程测量学。其中由于上个世纪60年代激光的研制成功，使得激光干涉测量技术在各种精密工程领域得到了广泛的应用。它的基本功能是将机械位移信息变成干涉条纹的电信号，再对干涉条纹进行调理和细分，进而获得所需要的测量信息。整个激光干涉测量系统中主要的组成部分有光电转换、信号调理、信号细分处理。 1.1激光干涉仪分类

激光干涉仪是以干涉测量为原理，利用激光作为长度基准，对数控设备

实 验 报 告

课程名称： 精密工程测量

专业班级：D测绘131

姓名学号：戴峻2013132911

测绘工程学院

实验报告一、精密角度测量

一、实验名称：精密角度测量 二、实验性质：综合性实验 三、实验地点：淮海工学院苍梧校区 时间：2016.6.02 四、实验目的：

1. 掌握精密经纬仪（DJ1或DJ2）的操作方法。

2. 掌握方向法观测水平角水平角的观测顺序，记录和计算方法。 五、仪器和工具：

全站仪一台，三脚架一个，记录板一块，自备铅笔，记录手薄和观测目标物。

六、实验内容及设计：

在实验之前，需要做的工作是：了解实验内容，以及读数的多种限差，并选择好实验地点，大略知道实验数据的处理。 1．实验步骤：

（1） 架设全站仪，完成对中、整平；

（2）调清楚十字丝,选择好起始方向，消除视差； （3） 一个测站上四个目标一测回的观测程序

2. 度盘配置: 设共测4个测回,则第i个测回的度盘位置略大于(i-1)180/4. 3. 一测回观测:

（1）盘左。选定一距离较远、目标明显的点（如A点）作为起始方向，将平读盘读数配置在稍大于0 o处，读取此时的读数；松开水平制动螺旋，顺时针方向依次照准B、C、D三目标读数；最后再

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

班级_____________学号____________姓名___________带课老师____________ 完成实验时间_______________签名序号_____________预习检查____________

实验九 用牛顿环干涉测透镜曲率半径

实验目的

1.掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法; 2.通过实验加深对等厚干涉原理的理解;

实验仪器和用具

钠灯,牛顿环仪,玻璃片(连支架),移测显微镜

实验原理

详见教材P113-116. 实验内容 1 实验数据处理

表1 牛顿环相应级数暗环位置读数(零点读数:0.004)单位:cm

测量 级数 序号 1 2 3 21.592 27.690 21.898 27.364 22.257 27.008 22.684 26.570 23.251 26.028 27.475 21.362 27.170 21.676 26.802 22.052 26.371 22.476 25.808 23.052 21.579 27.689 21.893 27.365 22.261 27.009 22.682 26.567 23.249 26.0

南昌大学物理实验报告

课程名称： 大学物理实验

实验名称： 等厚干涉的应用

学院： 信息工程学院 专业班级： 计科153班

学生姓名： 刘金荣 学号： 6103115107

实验地点： 基础实验大楼313 座位号： 30

实验时间： 第14、15周星期2下午4点开始

一、实验目的： 1、观察牛顿环和劈尖的干涉现象。 2、了解形成等厚干涉现象的条件及特点。 3、用干涉法测量透镜的曲率半径以及测量物体的微小直径或厚度。 二、实验原理：

激光双光栅法测量微小位移

一、实验目的

1. 熟悉一种利用光的多普勒频移形成光拍的原理，精确测量微弱振动位移的方法。

2. 作出外力驱动音叉时的谐振曲线。 二、实验仪器

示波器,双光栅微弱振动测量仪。 三、实验原理

当移动光栅相对静止光栅运动时，若有一激光束通过这样的双光栅，便能产生光的多普勒效应。由于光频率甚高，因此必须采用“拍”的方法进行测量，即把频移和非频移的两束光互相平行叠加使之形成光拍，再通过光电检测器检测，取出差频讯号，就可以精确测定微弱振动的位移。 1.位相光栅的多普勒频移：

所谓位相物体就是指那些只有空间的相位结构，而透明度是一样的透

明体。位相物体只能改变入射光的相位，而不影响其振幅。当激光平面波垂直入射到位相光栅时，由于位相光栅上不同的光密和光疏媒质部分对光波的位相延迟作用，使入射的平面波变成出射时的摺曲波阵面，如图4- -1所示，由于衍射干涉作用，在远场，我们可以用大家熟知的光栅方程即（4--1）式来表示：

dsin??n? （4- -1） 式中d为光栅常数，?为衍射角，?为光波波

研究生《流体力学实验》

——油膜干涉法测量壁面摩擦应力

实验报告

学 号 姓 名 实验日期 指导教师

北京航空航天大学流体力学研究所

一、实验目的

1. 掌握油膜干涉法测量壁面摩擦应力的基本原理、应用方法和测量过程中应注意的

技术问题。

2. 以不同攻角下平板边界层流动为观测对象，学会利用油膜干涉法测量不同边界层

性态下（层流和湍流）的壁面摩擦应力，了解层流和湍流边界层表面摩擦应力差别；并学会如何利用这种方法去观测表面流动的典型复杂现象，如判定边界层转捩位置、流动分离和再附及分离泡等，对这种方法能够用来解决哪些流体力学问题有一个直接全面的了解。

二、基本原理

油膜干涉法是基于薄油膜在剪切应力作用下表现出的特性，原理如图1所示。首先将油凃于模型表面形成薄油膜，当有流体流过，油膜变薄。利用干涉法测量油膜厚度随时间和壁面位置的变化，通过薄油膜方程可以确定当地

壁面剪切应力。油膜干涉法积分形式的壁面摩擦应力（亦称剪切应力）系数计算公式：

Cf

2nocos x

t2

N dt

t1 (t)

其中：n0为硅油的折射率，在硅油的规格说明上可以找到；θ为光线折射角，先测量入射角θi再计算得到；λ为实验选用单色光的波长；q∞ (t)为来流动压； x为实验

研究生《流体力学实验》

——油膜干涉法测量壁面摩擦应力

实验报告

学 号 姓 名 实验日期 指导教师

北京航空航天大学流体力学研究所

一、实验目的

1. 掌握油膜干涉法测量壁面摩擦应力的基本原理、应用方法和测量过程中应注意的

技术问题。

2. 以不同攻角下平板边界层流动为观测对象，学会利用油膜干涉法测量不同边界层

性态下（层流和湍流）的壁面摩擦应力，了解层流和湍流边界层表面摩擦应力差别；并学会如何利用这种方法去观测表面流动的典型复杂现象，如判定边界层转捩位置、流动分离和再附及分离泡等，对这种方法能够用来解决哪些流体力学问题有一个直接全面的了解。

二、基本原理

油膜干涉法是基于薄油膜在剪切应力作用下表现出的特性，原理如图1所示。首先将油凃于模型表面形成薄油膜，当有流体流过，油膜变薄。利用干涉法测量油膜厚度随时间和壁面位置的变化，通过薄油膜方程可以确定当地

壁面剪切应力。油膜干涉法积分形式的壁面摩擦应力（亦称剪切应力）系数计算公式：

Cf

2nocos x

t2

N dt

t1 (t)

其中：n0为硅油的折射率，在硅油的规格说明上可以找到；θ为光线折射角，先测量入射角θi再计算得到；λ为实验选用单色光的波长；q∞ (t)为来流动压； x为实验

大学物理实验报告。包含实验目的,实验仪器,实验原理,步骤,实验数据等。

实验名称：

用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长

一、实验目的：

用迈克尔逊干涉仪测定He-Ne激光的波长。

二、实验器材：

迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光

三、实验原理：

'迈克尔逊干涉仪光路如图所示。当M1和M2严

格平行时，所得的干涉为等倾干涉。所有倾角

'为i的入射光束，由M1和M2反射反射光线的

光程差 均为2dcosi，式中i为光线在M1镜面

的入射角，d为空气薄膜的厚度，它们将处于同

一级干涉条纹，并定位于无限远。这时，图中E

处，放一会聚透镜，在其共焦平面上，便可观

察到一组明暗相间的同心圆纹。

干涉条纹的级次以中心为最高，在干涉纹中心，应为i=0，由圆环中心出现亮点

2d'的条件是 2d k ，得圆心处干涉条纹的级次k 。当M1和M2的间距d

逐渐增大时，对于任一级干涉条纹，例如第k级，必定以减少其cosik的值来满足2dcosik k ，故该干涉条纹向ik变大（cosik变小）的方向移动，即向外扩展。

时，就2

有一个条纹涌出。反之，当间距由大逐渐变小时，最靠近中心的条纹将一个个“陷 入”中心，且每陷入一个条纹，间距的改变亦为。 2这时，观察者将看到条纹好像从中心向外“涌出”；且每当间距d增

机械工程综合实

践 实验报告

课程名称 机械工程综合实践 专 业 精密工程 指导教师 彭小强 小组成员 刘强 14033006

谌贵阳 吴志明 实验日期 2012.4.2—2011.6.25

国防科学技术大学机电工程与自动化学院

目 录

1激光干涉仪 1.1激光干涉仪介绍 1.2激光干涉仪原理

2 激光干涉仪测量机床的直线度 2.1实验器材以及平台的搭建 2.2激光干涉仪的调试 2.3直线度的测量

3 激光干涉仪测量机床的重复定位精度 3.1实验器材以及平台的搭建 3.2激光干涉仪的调试 3.3重复定位精度的测量 4 实验分析与总结

目录

一、实验目的与任务 .......................................... 4 二、实验内容与要求 .......................................... 4 三、实验条件与设备 ....................................

通信电子线路课程设计计

目录

第一章课程设计目的与要求…………………………………………2

1.1、课程设计的基本目的…………………………………………2 1.2、课程设计的基本要求…………………………………………2 1.3 本实验设计目的与要求………………………………………2

第二章 一些概念的简单介绍………………………………………3

2.1锁相环…………………………………………………………3 2.2移相器…………………………………………………………3

第三章 实验设计过程………………………………………………4 第四章 实验电路设计………………………………………………6

第五章 实验心得………………………………………………………9 参考文献 ………………………………………………………………10

通信电子线路课程设计

第一章 课程设计目的与要求

1.1、课程设计的基本目的：

通过课程设计，使学生加强对高频电子技术电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实