實驗名稱：相位調制零差(cha)干涉儀性能評價及實驗

　　實驗目的：測(ce)試相位(wei)調(diao)制零差干(gan)涉儀在測(ce)量鏡靜止時(shi)，由環(huan)境參數(shu)變化引起(qi)測(ce)量干(gan)涉儀與參考干(gan)涉儀之間干(gan)涉信號的相位(wei)差，即被測(ce)位(wei)移相對于零點的漂(piao)移誤差。

　　測試設備：ATA-2088高壓放大(da)器、納米定位平臺(tai)、單(dan)頻激(ji)光干涉(she)儀(yi)、光電探測器、Redpitaya信號處理板(ban)等。

　　實驗過程：

　　圖(tu)1：相位調(diao)制零差干涉儀(yi)實物圖(tu)

　　相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)調(diao)制零差干涉儀組(zu)裝調(diao)試主要分(fen)為(wei)干涉儀光(guang)路元(yuan)件(jian)機(ji)(ji)械結構組(zu)裝、根(gen)據(ju)光(guang)路結構設計進(jin)行(xing)初步(bu)調(diao)試和結合硬件(jian)電路及(ji)上位(wei)(wei)機(ji)(ji)軟件(jian)進(jin)行(xing)最終調(diao)試三(san)個部(bu)分(fen)。裝配調(diao)試完成的相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)調(diao)制零差干涉儀如圖1所(suo)示(shi)。

　　搭建光(guang)(guang)路結構(gou)，光(guang)(guang)路初(chu)步調整完成后(hou)，對光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)、高壓放(fang)大器(qi)、Redpitaya信(xin)號處理板(ban)及(ji)運放(fang)等(deng)硬(ying)件(jian)上電(dian)，通過(guo)示(shi)波(bo)器(qi)觀察(cha)光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)輸(shu)出電(dian)壓幅值，調節光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)分壓滑動變阻器(qi)使(shi)干(gan)涉信(xin)號幅值在±1V左(zuo)右。

　　打開基于LabVIEW的(de)上位機軟件橢(tuo)(tuo)圓(yuan)(yuan)擬(ni)合(he)(he)效(xiao)果顯示模塊，通(tong)過觀察橢(tuo)(tuo)圓(yuan)(yuan)擬(ni)合(he)(he)前圖形是(shi)否存在畸變來判(pan)斷Redpitaya信(xin)號處理板輸入信(xin)號幅值(zhi)是(shi)否超過限壓(ya)。通(tong)過觀察橢(tuo)(tuo)圓(yuan)(yuan)擬(ni)合(he)(he)后(hou)的(de)圖形以及(ji)橢(tuo)(tuo)圓(yuan)(yuan)擬(ni)合(he)(he)質量燈(deng)判(pan)斷當前光路狀態(tai)下橢(tuo)(tuo)圓(yuan)(yuan)擬(ni)合(he)(he)效(xiao)果是(shi)否為最佳(jia)。

　　若判(pan)斷當前狀態下光路(lu)可以達(da)到橢(tuo)圓(yuan)擬合(he)最(zui)佳效(xiao)果(guo)，則進行(xing)干(gan)涉(she)儀(yi)(yi)外罩及其他干(gan)涉(she)儀(yi)(yi)元件(jian)的安(an)裝工作，最(zui)終實(shi)現干(gan)涉(she)儀(yi)(yi)正常使(shi)用。否則，繼續(xu)對光路(lu)進行(xing)調整(zheng)直到達(da)到最(zui)佳橢(tuo)圓(yuan)擬合(he)效(xiao)果(guo)。

　　實(shi)(shi)驗(yan)前，將恒(heng)溫(wen)(wen)空(kong)調(diao)開(kai)啟，設(she)置環境參數(shu)(shu)，溫(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)21.5℃，相(xiang)對(dui)濕度(du)(du)為(wei)50%，保證(zheng)實(shi)(shi)驗(yan)環境穩定(ding)；開(kai)啟氣浮(fu)隔(ge)振光學(xue)實(shi)(shi)驗(yan)平(ping)臺，消除震動影(ying)響(xiang)；將相(xiang)位(wei)(wei)調(diao)制零差干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)與(yu)浙(zhe)江(jiang)理工大學(xue)碩士學(xue)位(wei)(wei)論文(wen)相(xiang)位(wei)(wei)調(diao)制零差干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)納米位(wei)(wei)移測(ce)(ce)量(liang)系統儀(yi)(yi)(yi)器化及性能評價57Renishaw激光干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)同時(shi)(shi)開(kai)啟，使(shi)兩(liang)套干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)測(ce)(ce)量(liang)鏡背靠背安裝，以保證(zheng)其能夠最(zui)大程度(du)(du)受環境影(ying)響(xiang)一致，并對(dui)兩(liang)套干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)測(ce)(ce)量(liang)鏡分別經行調(diao)整，使(shi)相(xiang)位(wei)(wei)調(diao)制零差干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)橢圓擬合效果最(zui)佳，使(shi)Renishaw干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)信號質量(liang)指示燈全亮(liang)；待干(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)開(kai)啟兩(liang)個(ge)小時(shi)(shi)后，環境趨于穩定(ding)時(shi)(shi)，開(kai)始測(ce)(ce)量(liang)，每隔(ge)500ms計數(shu)(shu)一次，測(ce)(ce)量(liang)時(shi)(shi)間為(wei)2小時(shi)(shi)。

　　實驗結果：

　　如圖(tu)2及圖(tu)3所示為相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)調(diao)制(zhi)零(ling)差干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)與(yu)Renishaw干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)靜態(tai)穩(wen)定對比實(shi)驗測量(liang)結果。通過(guo)觀察干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)曲線發(fa)現(xian)，在2小時(shi)的(de)(de)實(shi)驗過(guo)程中(zhong)，相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)調(diao)制(zhi)零(ling)差干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)總體位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)值與(yu)Renishaw干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)值分(fen)別約為65nm和165nm，證(zheng)明(ming)相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)調(diao)制(zhi)零(ling)差干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)同測量(liang)條(tiao)件下靜態(tai)穩(wen)定性(xing)優于Renishaw干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)；且(qie)Renishaw干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)曲線與(yu)相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)調(diao)制(zhi)零(ling)差干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)測量(liang)干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)光(guang)路(lu)漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)方向(xiang)一致，漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)差值僅為20nm左右(you)，因此充(chong)分(fen)證(zheng)明(ming)在相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)調(diao)制(zhi)零(ling)差干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)光(guang)路(lu)中(zhong)加(jia)入參考干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)測量(liang)光(guang)路(lu)能(neng)夠有(you)效(xiao)減小底板變形等帶來的(de)(de)測量(liang)誤差。通過(guo)觀察相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)(wei)(wei)調(diao)制(zhi)零(ling)差干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)儀(yi)(yi)(yi)10min內的(de)(de)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)曲線發(fa)現(xian)其(qi)僅漂(piao)(piao)(piao)(piao)移(yi)(yi)(yi)約為5.5nm。

　　圖2：靜態穩定(ding)性(xing)對比(bi)實驗測(ce)量結果

　　圖3：相位調制零差干(gan)涉儀10min內的漂移范圍

　　電(dian)壓放大器推薦：ATA-2088

　　圖：ATA-2088高壓放大器指標參數

　　本資(zi)料由(you)Aigtek安泰(tai)電子整理發(fa)布(bu)，更多案(an)例及(ji)產(chan)品詳情請持續關(guan)注(zhu)我(wo)們。西安安泰(tai)電子Aigtek已經成為在業界擁有(you)廣泛(fan)產(chan)品線(xian)，且(qie)具有(you)相當規模的(de)儀器設備(bei)供應商(shang)，樣(yang)機都支(zhi)持免費試用(yong)。如想了解更多功率放大器等產(chan)品，請持續關(guan)注(zhu)安泰(tai)電子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。