雙頻Nd-YAG激光超外差干涉絕對距離測量系統(tǒng)設計.pdf

1、絕對距離測量是當今計量領域的重要研究內容之一。高精度、大量程的絕對距離測量技術是其未來的發(fā)展方向和發(fā)展要求，具有廣闊的應用前景。目前基于超外差干涉原理的絕對距離測量技術發(fā)展很快，并且取得了很大的進展。
　　論文在充分了解絕對距離測量技術研究現(xiàn)狀的基礎上，應用超外差干涉理論設計了一種絕對距離測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用LD泵浦1064nm雙頻Nd∶ YAG激光器作光源，該激光器的頻差范圍為12GHz～150GHz，可以產生在25mm～2mm

2、范圍內可變的合成波長;采用干涉條紋整數(shù)和小數(shù)測量相結合的方法逐級進行測量，可以實現(xiàn)高精度、大量程絕對距離測量。
　　論文主要內容包括以下幾部分:
　　第一，概述了絕對距離測量的發(fā)展與研究現(xiàn)狀，在此基礎上確定了本論文的研究內容。
　　第二，簡要分析了激光干涉測量的基本理論，在此基礎上重點分析了激光外差干涉絕對距離測量的基本原理和激光超外差干涉絕對距離測量的基本原理。
　　第三，詳細分析了本課題所設計的激光超外差干涉

3、絕對距離測量系統(tǒng)所需激光光源的基本特性，其中主要包括LD泵浦1064nm雙頻Nd∶YAG激光器的工作原理和系統(tǒng)組成、穩(wěn)頻系統(tǒng)以及功率穩(wěn)定系統(tǒng)等。
　　第四，設計了1064nm雙頻Nd∶YAG激光超外差干涉絕對距離測量系統(tǒng)方案，詳細分析了該系統(tǒng)的工作機理，簡要分析了該系統(tǒng)主要儀器設備的技術指標及其在系統(tǒng)中的作用，設計了應用該系統(tǒng)進行絕對距離測量的流程和方法。
　　第五，從合成波長的標定誤差和空氣折射率的測量誤差兩方面分析了該系

4、統(tǒng)的測量誤差。通過分析可知，當不考慮環(huán)境影響時，合成波長的相對誤差與絕對距離的測量相對誤差處在同一數(shù)量級上，此時當合成波長的測量不確定度不大于2nm時，該系統(tǒng)在1m～20m范圍內的測量相對誤差可達到1.0×10-6;在考慮環(huán)境因素的情況下，空氣折射率對測量結果影響很大，此時，當空氣折射率的相對誤差小于3×10-7時，才能消除空氣折射率測量誤差對絕對距離測量誤差的影響。
　　綜上所述，本論文所設計的雙頻Nd∶YAG激光超外差干涉絕對