電壓放大器在線性相位調制雙零差干涉儀位移測量實驗中的應用

　　實驗名稱：線性相位調制雙零差干涉儀位移測量相關實驗

　　測試目的：測試雙零差干涉儀在測量鏡M2靜止時，進行長時間的測量時，環境參數變化引起的兩路干涉信號相位差的漂移情況。

　　測試設備：電壓放大器、He?Ne激光器、信號發生器、電光相位調制器、偏振片、普通分光器、角錐棱鏡等。

　　實驗過程：

　　圖1：雙零差干涉儀位移測量系統實驗裝置

　　雙零差干涉儀位移測量系統實驗裝置如圖1所示，調好光路后，測量鏡M2靜止不動，EOM采用線性相位調制，調制信號由信號發生器產生，鋸齒波頻率設置為500Hz，幅值起初設置為7.5V左右，再通過微調幅值使得干涉信號是一個完整的余弦信號。一直測量PD1和PD2檢測到的干涉信號相位差，并長時間記錄相位差的變化情況。實驗時要確保實驗環境的穩定，減少其他因素的干擾，因此實驗在夜晚進行。

　　實驗結果：

　　圖2：6小時相位差穩定性測試實驗結果

　　實驗結果如圖2所示，從圖2中可以看出：在6個小時內相位差變化約為80o，每分鐘約變化0.2o，對于位移測量實驗，一般測量速度為毫米級每秒，實驗全程能夠在幾分鐘內完成。因此在環境較好的情況下，在一次位移測量過程中相位差漂移較小。

　　在線性相位調制雙零差干涉儀位移測量相關實驗中：(1)相位差測量穩定性實驗表明在6個小時內每分鐘變化約0.2°，符合實驗測量要求；(2)納米級位移測量實驗結果為：位移誤差均值和標準偏差都不超過1nm；(3)微米級位移測量實驗結果為：位移誤差均值在1nm范圍內，位移誤差標準偏差在1.42nm~3.21nm范圍內。

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