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非才

2008-06-29 11:08

激光干涉測(cè)量技術(shù)概述

測(cè)量在工業(yè)中是不可缺少的，如長(zhǎng)度的測(cè)量，位移的測(cè)量，速度的測(cè)量等等。不同的應(yīng)用，要求的測(cè)量精度不同，因而需要用不同的手段去實(shí)現(xiàn)。以長(zhǎng)度或位移的測(cè)量為例，當(dāng)測(cè)量精度要求為毫米量級(jí)時(shí)，用普通米尺就足夠了，而卡尺的測(cè)量精度則可達(dá)到百分之一毫米，最大量程為幾十厘米。對(duì)較大尺度進(jìn)行更精密的測(cè)量，特別是，對(duì)快速運(yùn)動(dòng)物體的位置或位移進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，傳統(tǒng)方法就有些力不從心了。而激光則為精密測(cè)量提供了最強(qiáng)有力的工具。

日本計(jì)量研究所與東京精密儀器公司組成的聯(lián)合研究組，推出一種測(cè)定三維運(yùn)動(dòng)物體位置的方法，系統(tǒng)包括4臺(tái)干涉儀，所用光源為波長(zhǎng)632.8納米的氦-氖激光器，被測(cè)物體上裝有光的反射體。在該研究組進(jìn)行的一次實(shí)驗(yàn)中，高2米的機(jī)器人手臂以50厘米每秒的速度運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)對(duì)其臂端反射體的位置進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量精度達(dá)到1微米。

迄今大多數(shù)精確測(cè)量位移的干涉儀都以穩(wěn)定的激光源為基礎(chǔ)，以確保其具有足夠的相干長(zhǎng)度，而整套系統(tǒng)的價(jià)格也相當(dāng)昂貴。據(jù)報(bào)導(dǎo)，耶路撒冷的一家以色列公司最近發(fā)明一項(xiàng)專利，以未采取特殊穩(wěn)定措施的氦-氖激光器的固有穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，研制出一種廉價(jià)而精密的位移測(cè)量系統(tǒng)。據(jù)稱，其性能與相對(duì)昂貴和復(fù)雜的穩(wěn)定激光干涉儀位移計(jì)相似，在1米的距離上測(cè)量精度達(dá)到0.3微米。

激光干涉儀最令人感興趣的應(yīng)用之一也許是對(duì)引力波的測(cè)定。愛因斯坦曾推測(cè)，諸如星體爆炸，黑洞撞擊和宇宙“最初”的大碰撞之類的強(qiáng)烈天文事件可能形成引力波。但由于這種波如果存在的話也非常弱，因此，幾十年來從未能探測(cè)到，也無法確定其是否存在。