什么是激光干涉仪

好一点小编带来了什么是激光干涉仪，希望能对大家有所帮助，一起来看看吧！

激光干涉仪以光波为载体，其光波波长可以直接对米进行定义，且可以溯源至国家标准，是迄今公认的高精度、高灵敏度的测量仪器，在高端*领域应用广泛。

SJ6000激光干涉仪具有测量精度高、测量范围大、测量速度快、最高测速下分辨率高等优点，结合不同的光学镜组，可实现线性测长、角度、直线度、垂直度、平行度、平面度等几何参量的高精度测量。在SJ6000激光干涉仪动态测量软件配合下，可实现线性位移、角度和直线度的动态测量与性能检测，以及进行位移、速度、加速度、振幅与频率的动态分析，如振动分析、丝杆导轨的动态特性分析、驱动系统的响应特性分析等。

激光干涉仪是用以测量含有运动导轨如机床、三坐标、直线电机、自动化设备机器人等的运动精度，并可以对其运动导轨的精度误差进行补偿。

干涉仪是以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量工具。 激光干涉仪有单频的和双频的两种。单频的是在20世纪60年代中期出现的，最初用于检定基准线纹尺，后又用于在计量室中精密测长。双频激光干涉仪是1970年出现的，它适宜在车间中使用。激光干涉仪在极接近标准状态(温度为20℃、大气压力为101325帕、相对湿度59%、CO2 含量0.03%)下的测量精确度很高，可达1×10。

单频激光干涉仪
图1为单频激光干涉仪的工作原理。从激光器发出的光束，经扩束准直后由分光镜分为两路，并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上而产生干涉条纹。当可动反射镜移动时，干涉条纹的光强变化由接受器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号，经整形、放大后输入可逆计数器计算出总脉冲数，再由电子计算机按计算式[356-11]
计算式
式中λ为激光波长(N 为电脉冲总数)，算出可动反射镜的位移量L。使用单频激光干涉仪时，要求周围大气处于稳定状态，各种空气湍流都会引起直流电平变化而影响测量结果。

单频激光干涉仪原理图
双频激光干涉仪
图2为双频激光干涉仪的工作原理。在氦氖激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼分裂效应和频率牵引效应，激光器产生1和2两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光，再经分光镜分为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路经偏振分光镜后又分为两路：一路成为仅含有f1的光束，另一路成为仅含有f2的光束。当可动反射镜移动时，含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2 ±Δf的光束，Δf是可动反射镜移动时因多普勒效应产生的附加频率，正负号表示移动方向(多普勒效应是奥地利人C.J.多普勒提出的，即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后会合成为f1-(f2±Δf)的测量光束。测量光束和上述参考光束经各自的光电转换元件、放大器、整形器后进入减法器相减，输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算(乘 1/2激光波长)后即可得出可动反射镜的位移量。双频激光干涉仪是应用频率变化来测量位移的，这种位移信息载于f1和f2的频差上，对由光强变化引起的直流电平变化不敏感，所以抗干扰能力强。它常用于检定测长机、三坐标测量机、光刻机和加工中心等的坐标精度，也可用作测长机、高精度三坐标测量机等的测量系统。利用相应附件，还可进行高精度直线度测量、平面度测量和小角度测量。

激光干涉仪重力波天文台（LIGO）是美国的一对巨大的研究设施，致力于探测时空结构中的波动，称为重力波。这些信号来自宇宙中巨大的物体，例如黑洞和中子星，并为天文学家提供了一个全新的观察宇宙现象的窗口。

LIGO的基本机制依赖于著名物理学家爱因斯坦（Albert Einstein）的工作，他在相对论中预言了一个多世纪前类似于电磁波的引力波的存在。根据位于帕萨迪纳市的加州理工学院（Caltech）进行的该项目的 历史 ，爱因斯坦认为此类波太微弱，无法进行切实可行的探测。

从1960年代和70年代开始，研究人员使用自由悬挂的反射镜在它们之间反射激光，建造了重力波探测器的原型。如果重力波穿过设备，它将使时空结构摆动，并使反射镜移动得如此之小。这种被称为干涉仪的设备仍然是当今重力波探测器中的基本单元。尽管这些早期模型没有捕获重力波信号所必需的灵敏度，但进展持续了数十年，1990年，美国国家科学基金会批准组装两个LIGO探测器；一个在华盛顿州汉福德，另一个在路易斯安那州利文斯顿。

两种探测器的建造均于1999年完成，几年后开始了对引力波的搜索。十多年来，随着物理学家们学会了如何处理高度敏感的仪器以及所有可能出问题的事物，检测器继续空空如也。任何数量的东西都可能使设施混乱，包括像乌鸦在通向它们的管道上啄的小事。 LIGO经过重新设计，在2010年至2014年之间具有更高的敏感性。根据加州理工学院的LIGO资料页，在2015年9月打开仪器的几天之内，天文台就开始拾取其首次引力波的信号。

当科学家努力了解其细节时，这个 历史 性信号被秘密保存了几个月。2016年2月11日，这一发现被公开，物理学家宣布他们发现了两个黑洞的碰撞，分别比太阳的质量大29倍和36倍，这发生在近13亿年前。物理学界对此表示欢迎，并获得了媒体的广泛关注。这项观测不仅证实了爱因斯坦的百年预言，而且为研究人员提供了一种崭新的方式窥视宇宙。一年后，加州理工学院的天体物理学家Kip Thorne和Barry Barish以及麻省理工学院的Rainer Weiss共同获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他们在引力波检测领域的开拓性工作。

LIGO的合作目前包括两个基于美国的探测器以及2017年上线的名为Virgo的第三台仪器。它位于意大利比萨附近，由一个欧洲集团经营。每个设施都包括一个L型真空室，其腿长4公里，其中装有一个干涉仪。探测器的激光能够以质子宽度的1 / 10,000的惊人准确性识别出它们在镜子之间的运动。这三个设备协同工作，有助于确认一个设备接收到的任何信号都是真正的重力波检测，而不是随机噪声。研究人员在重力波探测器周围创造了世界上最安静的一些地点，减慢了附近的交通，监测地面上的每一个微小震颤，甚至将探测设备悬吊在钟摆系统上，以最大程度地减少振动。

LIGO和处女座最引人注目的结果包括首次发现两个中子星-极致密的恒星尸体-互相撞毁。这项发现于2017年10月宣布，同时还使用无线电，红外，光学，伽玛射线和X射线望远镜对同一事件进行了观测，从而使科学家能够从多个渠道提取信息，这就是所谓的多信使天体物理学。数据有助于证明这种碰撞是宇宙中大量金，铂和其他重元素的来源。

2020年1月，LIGO探测到了第二次中子星粉碎，其中涉及质量为太阳的3.4倍的巨大物体。如此重的中子星从未在望远镜中见过，它推高了这类实体理论上可能存在的大小极限，使科学家们对如何*这些恒星scratch之以鼻。 那年晚些时候，研究人员宣布，LIGO和处女座发现了两个庞然大物黑洞合并的信号。这些实体的质量分别是太阳的66倍和85倍，它们形成了一个总质量是太阳142倍的黑洞。这是所谓的中等质量黑洞的第一个明确证据，黑洞的质量介于太阳的50到100,000倍之间，科学家知道这是必须存在的，但从未见过。

2020年，LIGO和处女座被日本名为Kamioka引力波探测器（KAGRA）的仪器所加入，尽管由于全球COVID-19大流行，所有设施不得不暂时关闭。预计印度探测器将在2020年代中期加入网络。通过这些额外的设施和对当前设施的升级，物理学家将能够从更远的地方以更高的频率观察引力波，从而使他们将来能够发现更多。

这里是@流芳科学，欢迎关注转发收藏，每日看科学知识！

仪器重量:100公斤。
激光平面干涉仪是一种使用方便的光学精密计量仪器，主要用于精密测量光学平面度。激光平面干涉仪配有激光光源。对于干涉条纹可目视、测量读数、照相留存记录。工作时对防震要求一般。该仪器可应用于光学车间、实验室、计量室。如需配购相关的必要附件，可精密测量光学平板的微小楔角、光学材料折射率n的均匀性，光学镀膜面或金属块规表面的平面度，90o棱角的直角误差及角锥棱镜单角和综合误差。

激光干涉仪是可以测角度的，主要应用于运动轴的角摆测量和转轴的旋转角度测量。

SJ6000激光干涉仪测量角度工作原理如下：

角度反射镜旋转时产生转角，或是移动过程中产生角摆，两束反射光会有相对应的光程差产生，SJ6000采集到该光程差的干涉信号，经过运算处理，即可得出对应的角度值。

激光干涉仪测量角度基本配置：

角度测量配置主要由SJ6000主机、角度镜组、SJ6000静态测量软件等组件构成，可满足±10°范围内的角度测量。

▲ 运动轴的俯仰角度测量示意图

▲ 运动轴的偏摆角度测量示意图

▲ 回转轴的角度测量示意图

以上就是好一点整理的什么是激光干涉仪相关内容，想要了解更多信息，敬请查阅好一点。