[color=#990000]摘要：在迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角的精密测量中，需要对真空度进行准确控制，否则会因变形、折射率和温度等因素的影响带来巨大波动，甚至会造成测量无法进行。本文介绍了真空度的自动化控制技术，详细介绍了具体实施方案。[/color][size=18px][color=#990000]一、问题的提示[/color][/size] 作为一种高精密光学仪器，迈克尔逊激光干涉仪得到了非常广阔应用，它可用于测量波长、气体或液体折射率、厚度、位移和倾角，具备对长度、速度、角度、平面度、直线度和垂直度等的高精密测量。但在高精密测量中，迈克尔逊干涉仪会受到气氛环境的严重影响，为此一般将被测物放置在低压真空环境中，如图1所示，并对真空度进行精密控制，否则会带来以下问题：[align=center][color=#990000][img=激光干涉仪真空度控制,500,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201270813137507_5730_3384_3.jpg!w690x435.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center]图1 迈克尔逊激光干涉仪典型测试系统结构[/align] （1）测试环境的气体折射率波动，会对高精密测量带来严重影响。如果采用专门的气体折射率修正装置，测量精度也只能达到微米或亚微米量级，而无法实现更高精度的测量。 （2）如果真空腔室内有温度变化，腔室内的气压也会剧烈变化，相应折射率也会发生剧烈波动而严重影响干涉仪测量。 （3）在抽真空过程中，内外压差会造成真空腔室的微小变形，同时也会造成光学窗口产生位移和倾斜，从而改变测量光路的光程。 （4）在有些变温要求的测试领域，要求被测物能尽快的被加热和温度均匀，这就要求将真空度控制在一定水平，如100Pa左右，由此来保留对流和热导热传递能力。 总之，在迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角的精密测量中，需要对真空度进行准确控制。本文将介绍真空度的自动化控制技术以及具体实施方案。[size=18px][color=#990000]二、实施方案[/color][/size] 迈克尔逊激光干涉仪测试过程中，真空度一般恒定控制在100kPa左右，并不随温度发生改变。为此，拟采用如图2所示的真空度控制系统进行实施，具体内容如下：[align=center][color=#990000][img=激光干涉仪真空度控制,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201270813484950_7314_3384_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 迈克尔逊激光干涉仪测试真空度控制系统结构[/color][/align] （1）采用1torr量程的电容真空计进行真空度测量，其精度可达±0.2%。 （2）采用24位A/D采集的高精度PID真空压力控制器，以匹配高精度真空压力传感器的测量精度，并保证控制精度。 （3）在真空腔室的进气口安装步进电机比例阀以精密调节进气流量。 （4）控制过程中，真空泵开启后全速抽取并保持抽速不变。然后对控制器进行PID参数自整定，使控制器自动调节比例阀的微小开度变化实现腔室真空度的精确控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
激光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，具有高强度、高度方向性、空间同调性、窄带宽和高度单色性等优点。测量长度的激光干涉仪，主要是以迈克尔逊干涉仪为主，并以稳频氦氖激光为光源，构成一个具有干涉作用的测量系统。 激光干涉仪采用一个双光束激光头和一个双通道的处理器，采用飞行采样方式，在测量过程中无须停机采样检测，节约了测量时间和编程时间；利用RENISHAW动态特性测量与评估软件，可进行机床振动测试与分析，滚珠丝杠的动态特性分析，伺服驱动系统的响应特性分析。激光干涉仪的激光头和靶标反射镜二件之间只要发生相对位移就能进行测量，测量系统中无须分光镜、所以对光极其方便。 激光干涉仪可配合各种折射镜、反射镜等来作线性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等测量工作，并可作为精密工具机或测量仪器的校正工作。激光干涉仪可用来精确测量和校准机床、三座标测量机和X-Y平台的机械精度，也测量轴的定位精度、重复定位精度及反向间隙，测量轴的角偏、直线度，测量平台的平面度。
1, 题目:高精度激光干涉仪定位系统2,作者:卢维美3,期号:电子工业专用设备, 1999年01期4,链接:http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DGZS901.005.htm
[em10] 用于机床定位精度检测和重复定位精度检测的激光干涉仪什么牌子的好呀？在Renishaw和API之间徘徊，那位前辈能给指点一二?
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。[align=center][img=,578,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201754505855_5264_3712_3.jpg!w578x450.jpg[/img][/align] 激光干涉仪最典型的应用就是测量机床精度，本文讲解如何使用激光干涉仪测量五轴机床平移轴直线度误差。 对于平移轴而言，每根轴均有两个直线度误差，因此三根轴有六个直线度误差，均可采用激光干涉仪分别测得。 原理：带有圆孔的是直线度干涉镜，其与待测轴相连一同运动；长条镜是直线度反射镜静止安装，其是对称结构，上下左右均对称。当一束激光从源头发出射入干涉镜，干涉镜将光束分成两束，形成一个很小的角度分别去往反射镜，由于反射镜上下对称，因此两束光被反射后又回到干涉镜，汇合成一股光束，去往激光头的探测器。当运动轴产生直线度误差时，会使得干涉镜相对于反射镜在水平横向方向发生相对运动，而反射镜是左右对称的（左右的镜片不在同一平面，有一定的角度），因此会使得两束分开的光束光程具有差别，根据此差别，即可测得运动轴产生的直线度误差。[align=center][img=,678,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201755021895_7221_3712_3.jpg!w678x333.jpg[/img][/align][align=center]▲ 直线度测量的光路原理构建图[/align][align=center][img=,678,367]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201755111914_6482_3712_3.jpg!w678x367.jpg[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的横向直线度测量示意图[/align][align=center][img=,678,367]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201755345695_9383_3712_3.jpg!w678x367.jpg[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的纵向直线度测量示意图[/align] 根据直线度误差测量原理可知，测量过程中不可避免的会引入斜率误差。该误差是由于测量直线度反射镜的光学轴线最初与待测轴不平行，为调整平行而引起的。如图 所示，A 为干涉镜和反射镜的距离，B 为激光头到干涉镜的距离（其中干涉镜是固定在运动轴上的）。在一开始，反射镜的光学轴线处于旋转前的位置，而由于机床运动轴与其之间存在的夹角θ，[img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910173125514.jpg[/img][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910177031118.png[/img][/align] 因为斜率误差是稳定误差，因此可以采取上述的公式将其从直线度测量结果中分离出来，亦可以采用两端法拟合或者最小二乘法拟合将其分离出去。 两端法拟合：即是将所有采集来的数据第一点和最后一点相连决定一直线，再将所有采集来的数据去除掉拟合的直线信息，由此得出的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910170000002.png[/img][/align]最小二乘法拟合：将采集回来的所有数据通过最小化误差的平方和方式来寻找数据的最佳函数匹配，而后将采集值与匹配函数对应值相比较，剩余的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910171562522.png[/img][/align]附：SJ6000激光干涉仪直线度测量精度。[table][tr][td][align=center]轴向量程[/align][/td][td][align=center]测量范围[/align][/td][td][align=center]测量精度[/align][/td][td][align=center]分辨力[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]短距离[/align][/td][td][align=center](0.1~4.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(0.5+0.25%R+0.15M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.01μm[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]长距离[/align][/td][td][align=center](1.0~20.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(5.0+2.5%R+0.015M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.1μm[/align][/td][/tr][tr][td=5,1]注：R为显示值，单位：μm；M为测量距离，单位：m[/td][/tr][/table]
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[b]SJ6000[color=#333333]激光干涉仪[/color][/b]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。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/9/201909243125960.png[/img][/align] 激光干涉仪最典型的应用就是测量机床精度，本文讲解如何使用激光干涉仪测量五轴机床平移轴直线度误差。 对于平移轴而言，每根轴均有两个直线度误差，因此三根轴有六个直线度误差，均可采用激光干涉仪分别测得。 原理：带有圆孔的是直线度干涉镜，其与待测轴相连一同运动；长条镜是直线度反射镜静止安装，其是对称结构，上下左右均对称。当一束激光从源头发出射入干涉镜，干涉镜将光束分成两束，形成一个很小的角度分别去往反射镜，由于反射镜上下对称，因此两束光被反射后又回到干涉镜，汇合成一股光束，去往激光头的探测器。当运动轴产生直线度误差时，会使得干涉镜相对于反射镜在水平横向方向发生相对运动，而反射镜是左右对称的（左右的镜片不在同一平面，有一定的角度），因此会使得两束分开的光束光程具有差别，根据此差别，即可测得运动轴产生的直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910178906394.jpg[/img][/align][align=center]▲ 直线度测量的光路原理构建图[/align][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910170468304.png[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的横向直线度测量示意图[/align][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910173593913.png[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的纵向直线度测量示意图[/align] 根据直线度误差测量原理可知，测量过程中不可避免的会引入斜率误差。该误差是由于测量直线度反射镜的光学轴线最初与待测轴不平行，为调整平行而引起的。如图 所示，A 为干涉镜和反射镜的距离，B 为激光头到干涉镜的距离（其中干涉镜是固定在运动轴上的）。在一开始，反射镜的光学轴线处于旋转前的位置，而由于机床运动轴与其之间存在的夹角θ，[img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910173125514.jpg[/img][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910177031118.png[/img][/align] 因为斜率误差是稳定误差，因此可以采取上述的公式将其从直线度测量结果中分离出来，亦可以采用两端法拟合或者最小二乘法拟合将其分离出去。 两端法拟合：即是将所有采集来的数据第一点和最后一点相连决定一直线，再将所有采集来的数据去除掉拟合的直线信息，由此得出的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910170000002.png[/img][/align]最小二乘法拟合：将采集回来的所有数据通过最小化误差的平方和方式来寻找数据的最佳函数匹配，而后将采集值与匹配函数对应值相比较，剩余的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910171562522.png[/img][/align]附：SJ6000激光干涉仪直线度测量精度。[table][tr][td][align=center]轴向量程[/align][/td][td][align=center]测量范围[/align][/td][td][align=center]测量精度[/align][/td][td][align=center]分辨力[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]短距离[/align][/td][td][align=center](0.1~4.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(0.5+0.25%R+0.15M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.01μm[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]长距离[/align][/td][td][align=center](1.0~20.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(5.0+2.5%R+0.015M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.1μm[/align][/td][/tr][tr][td=5,1]注：R为显示值，单位：μm；M为测量距离，单位：m[/td][/tr][/table]
[color=#000000]阿美特克(纽约证券交易所代码:AME)旗下Zygo公司宣布发布其最新的激光干涉仪Qualifire?。Qualifier加入了一系列高端干涉仪解决方案，该仪器旨在支持半导体、光刻、星载成像系统、尖端消费电子产品、国防等行业中最苛刻的计量应用。Qualifire将于1月30日在加州旧金山的SPIE Photonics West首次亮相。这款干涉仪在不牺牲性能的情况下，将显著的增强功能集成到一个更轻的小型封装中。[/color][color=#000000]Zygo 激光干涉仪产品经理 Erin McDonnell 表示：“我们很高兴将 Qualifire 推向市场，其改进的人体工程学设计使其易于使用，并且比 Zygo 的许多其他激光干涉仪更便携。使用激光干涉仪进行的测量往往对噪声、污染物和其他伪影敏感，因为该仪器能够提供纳米级精度；Qualifire上的可选模块飞点可主动减少甚至消除这些伪影，从而提高测量的可靠性和可重复性。飞点结合了Zygo最好的两种伪影减少技术：环纹和相干伪影减少。飞点在需要高精度的应用中尤其有价值，包括科学研究和先进的制造工艺。[/color][color=#000000]Qualifire为Zygo的激光干涉仪产品线带来这些功能和改进：[/color][color=#000000]Qualire激光干涉仪提供了许多新颖的新功能。[/color][b][color=#000000]智能附件接口[/color][/b][color=#000000]——干涉仪可以识别任何安装的“智能附件”，并自动应用系统错误文件并执行横向校准。[/color][b][color=#000000]体积小、重量轻[/color][/b][color=#000000]——最小的 Qualifire 型号重约 45 磅（20.4 千克）。 它是真正的便携式，特别是对于干涉仪必须经常移动或调整的复杂和精密应用。[/color][b][color=#000000]移相器[/color][color=#000000]（PMR）[/color][/b][color=#000000]——PMR 是调制测试部件和参考光学器件之间干涉条纹所必需的，最终可创建定量表面图。其整体设计提供：[/color][color=#000000]整体机械稳定性和对准[/color][color=#000000]降低损坏或错位的风险[/color][color=#000000]确保性能一致，减少重新校准的需要[/color][b][color=#000000]改进的用户体验[/color][/b][color=#000000]——方便使用的电源按钮和运动安装支脚使设置更易于使用。大型控制旋钮可实现更精确的调整，这对校准和校准都至关重要。 集成手柄确保安全可靠的操作。[/color][b][color=#000000]更易于维护[/color][/b][color=#000000]—— 密封的光学系统和整合的电子元件使更换各种组件变得简单，而不会使光学元件暴露在污染物中。[/color][b][color=#000000]飞点[/color][/b][color=#000000]——用于减少伪影的可选模块，包括自动对焦功能。[/color][b][color=#000000]稳定变焦[/color][/b][color=#000000]——提供新变焦方法的选项，可在所有放大倍率下实现完美的图像配准和衍射限制图像采样。[/color][color=#000000]计量集团副总裁Kurt Redlitz 表示：“Qualifire 保持了 Zygo 在计量方面的高标准，同时提供了最高水平的精度并优化了用户体验。通过改进的人体工程学设计，它可以在不牺牲性能的情况下提高操作效率和部署灵活性。Qualifire 是一款更强大、更可靠、用户友好的仪器，可随时应付最苛刻的应用和环境——精度不容置疑。[/color][来源：仪器信息网译] 未经授权不得转载
我在网上只找到"成都太科光电技术有限公司"一家厂家,难道就没有其他厂家生产这个激光干涉仪了吗?(用于平面精度和球面精度,曲率半径等的测定的)
激光干涉仪不仅可以测量等离子体密度，而且还可以进行数据分析和处理。定期开班的论坛，更是为结果分析提供了强有力的支持。
有人用过翟科公司的激光干涉仪吗？ZMI系列的。
现有客户委托对一种材料进行热膨胀系数进行测量，说是微晶玻璃，据说热膨胀系数非常小，想用这种材料做长度计量中的量块材料。用顶杆法测量后，测试数据在零附近无规则波动，甚至出现负值，顶杆法测不出随温度变化的热膨胀系数 查过资料后，发现微晶玻璃是一种低膨胀系数材料，对这种低膨胀材料需要采用激光干涉法才能进行测量，国内哪家机构有这激光干涉法热膨胀仪呢？迫切需要进行测试，温度范围25～100℃。急需。。。谢谢！！！
关于有关顶杆热膨胀仪的几个问题作者美国安特公司的王恒博士1.如果想达到更高的准确度，应该用非接触干涉膨胀仪。干涉膨胀仪的优点是，光学非接触、绝对测量、测量准确度高。但造价昂贵、仪器结构及操作都很复杂、温度不容易超过1000℃，对样品形状及表面要求苛刻，不适用于材料的烧结过程的研究。一般，为建立一级热膨胀标准的权威机构采用非接触干涉膨胀仪为主要手段。请注意一下，干涉计本身的测长很准，但组装在膨胀仪上后，因为与样品有关的热系统的关系，对于样品的随温度变化的真正伸长量的测量准确度会随温度升高而下降。比如在日本计量所作的双路差频干涉计和在美国西海岸的Precision Mesurement and Instrument Corp作的迈可耳逊干涉计，其本身的位移变化量可测到1nm到3nm左右，但用在热膨胀测量应用上，因热系统的各部份的热变形等原因，“零点漂移”在几百度时就达到了30至50nm，属于随机误差，不能修正的。请见国际热物理杂志Internation1 J. Thermophys. Vo1 23, No.2,2002年3月的文章“Development of a Laser Interferometric Dilatometer for Measurment of Thermal Expansion of Solid in Temperature range 300 to 1300K”d在的549页关于干涉仪的零漂的3.2节中的图4中，在300 to 1300K的温度范围内的零漂达到了50nm。这是不能修正的，必须考虑在误差分析内。因此，对于干涉法热膨胀仪来讲，伸长量的测量准确度受系统的热稳定性影响而不能达到干涉计本身的测长准确度的。商品化的干涉膨胀仪的最高温度是700℃。2.作为最传统的热膨胀仪的测量手段的顶杆法热膨胀仪的优点是，使用容易、结构简单适用各种形状的样品等。缺点是，属于接触、相对测量方法，需要用标准样品对系统定标，测长准确度低，但可达到很高温度，适用于材料的烧结过程的研究。顶杆法热膨胀仪结构特点是，用比样品长几倍的顶杆与试样接触，把试样的长度变化传递给加热炉外的与其接触的位移传感器。这样，在顶杆上存在从高温（试样）到室温（位移传感器）的温度变化，整体的热稳定性或者说“热环境”与干涉膨胀仪的情况比，就“差”了更多，温度超高越严重，这是自然引起而不可避免的。这是不能用标准样品的定标来完全消除的。这将导致位移传感器读数的波动，在有些情况下，甚至导致测量结果的突变。在文章“Examination of Thermal Expansion Uniformity of Glassy Carbon as a Candidate Standard Reference Material For Thermal Expansion Measurements”中的第94页第一段，指出对于玻璃碳材料的测量，第一次的测量结果不可靠而必须取消，在高温段和低温段的数据也要取消。即使顶杆法热膨胀仪的位移传感器本身测量准确度能达到了0.1微米以下，对试样的热膨胀量引起的真正伸长量测量准确度也很难说达到0.1微米。日本计量所曾把一个双路差频干涉计组装到一台顶杆法热膨胀仪的位移测量的头部作过实验，表明了这一点。当时的课题是考核顶杆法热膨胀仪的特性。就好比是用微伏电压表接一般的热电偶测温，尽管电压表可以读到微伏，但在毫伏读数以下对测温已没有任何意义了。3.LVDV本身的测量位移量的准确度达不到nm量级(1)目前最好螺旋测微仪的准确度是±1微米。Netzsch用于标定LVDT的是螺旋测微仪，所有的被定标的仪器的测量准确度不可能超过用于定标的仪器的测量准确度，所以即使用最好的螺旋测微仪定标，其热膨胀仪的LVDT也不可能得到优于1微米的准确度。离开准确度，来谈灵敏度是没有实际意义的。在日本计量所考核Netzsch的DIL402时，为了修正LVDT的读数，正是基于这个道理，用双路差频干涉计而不用螺旋测微仪。(2)LVDT的线性度用双路差频干涉计对Netzsch 的DIL402的LVDT的考察的结果表明，当位移量为105.23微米时，LVDV的读数与干涉计的读数的偏差达到0.69微米。因此，线性度实际上为0.66%之大，已排出了热效应的影响。而在NETZSCH的所有产品中，并没有对线性度进行修正的。这也说明了所谓nm量级读数的不正确性，是没有意义的。(3)在TN105中提到的其它因素，如对电压、温度、处理电路等极其敏感，易引起漂移，等等，其nm量级的读数在噪声之中。需要经常进行定标等。4.采用数字位移传感器在顶杆热膨胀仪上，比LVDV有很多的优点，请见TN105数字位移传感器的0.5微米的测长分辨率（也可以说准确度），对于顶杆热膨胀仪来讲，具有实际的意义，完全满足顶杆热膨胀仪的各种应用场合。5.对于低膨胀（如10－7/K）量级的材料在有限的温度范围内（如几十度）内的热膨胀的高精度的测量，顶杆热膨胀仪不适用，应采用非接触绝对的干涉热膨胀仪，并用阶梯等温的加热方式。我们接到过超低膨胀（如10－7/K）的材料在有限的温度范围内的高精度的测量的课题，比如说，一组10－7/K的量级的玻璃，要求分辨出不同成份、工艺下对热膨胀的影响。曾用Netzsch的DIL402和双路差频干涉膨胀仪进行了研究，同时也对DIL402的测量误差进行分析。结果表明，干涉膨胀仪能在10℃的温度间隔内，分辨到1.5X10－8/K，这里的分辨指的是在可能 的最大测量误差范围(或者说是极限误差，3σ程度)外。如果最大测量误差大于1.5X10-8/K，就不能说分辨到1.5X10-8/K。而DIL402的结果（加热范围为300℃，已得到足够的膨胀量），对于所有的材料都没有给出意义的分辨，因所测的各种材料的热膨胀率都在其测量误差范围内，即在12X10-8/K（最大误差，3σ）的误差带内。作为这一课题的附带结果再次表明，Netzsch关于达到1.25nm/digit的测长sensitivity的声称是没有实际意义的。如果有意义的话，已达到了干涉热膨胀仪的测长精度，而为什么实际的测量误差却是干涉热膨胀仪的测量误差的10倍？！有任何问题，欢迎随时交流。
关于有关顶杆热膨胀仪的几个问题作者美国安特公司的王恒博士1.如果想达到更高的准确度，应该用非接触干涉膨胀仪。干涉膨胀仪的优点是，光学非接触、绝对测量、测量准确度高。但造价昂贵、仪器结构及操作都很复杂、温度不容易超过1000℃，对样品形状及表面要求苛刻，不适用于材料的烧结过程的研究。一般，为建立一级热膨胀标准的权威机构采用非接触干涉膨胀仪为主要手段。请注意一下，干涉计本身的测长很准，但组装在膨胀仪上后，因为与样品有关的热系统的关系，对于样品的随温度变化的真正伸长量的测量准确度会随温度升高而下降。比如在日本计量所作的双路差频干涉计和在美国西海岸的Precision Mesurement and Instrument Corp作的迈可耳逊干涉计，其本身的位移变化量可测到1nm到3nm左右，但用在热膨胀测量应用上，因热系统的各部份的热变形等原因，“零点漂移”在几百度时就达到了30至50nm，属于随机误差，不能修正的。请见国际热物理杂志Internation1 J. Thermophys. Vo1 23, No.2,2002年3月的文章“Development of a Laser Interferometric Dilatometer for Measurment of Thermal Expansion of Solid in Temperature range 300 to 1300K”d在的549页关于干涉仪的零漂的3.2节中的图4中，在300 to 1300K的温度范围内的零漂达到了50nm。这是不能修正的，必须考虑在误差分析内。因此，对于干涉法热膨胀仪来讲，伸长量的测量准确度受系统的热稳定性影响而不能达到干涉计本身的测长准确度的。商品化的干涉膨胀仪的最高温度是700℃。2.作为最传统的热膨胀仪的测量手段的顶杆法热膨胀仪的优点是，使用容易、结构简单适用各种形状的样品等。缺点是，属于接触、相对测量方法，需要用标准样品对系统定标，测长准确度低，但可达到很高温度，适用于材料的烧结过程的研究。顶杆法热膨胀仪结构特点是，用比样品长几倍的顶杆与试样接触，把试样的长度变化传递给加热炉外的与其接触的位移传感器。这样，在顶杆上存在从高温（试样）到室温（位移传感器）的温度变化，整体的热稳定性或者说“热环境”与干涉膨胀仪的情况比，就“差”了更多，温度超高越严重，这是自然引起而不可避免的。这是不能用标准样品的定标来完全消除的。这将导致位移传感器读数的波动，在有些情况下，甚至导致测量结果的突变。在文章“Examination of Thermal Expansion Uniformity of Glassy Carbon as a Candidate Standard Reference Material For Thermal Expansion Measurements”中的第94页第一段，指出对于玻璃碳材料的测量，第一次的测量结果不可靠而必须取消，在高温段和低温段的数据也要取消。即使顶杆法热膨胀仪的位移传感器本身测量准确度能达到了0.1微米以下，对试样的热膨胀量引起的真正伸长量测量准确度也很难说达到0.1微米。日本计量所曾把一个双路差频干涉计组装到一台顶杆法热膨胀仪的位移测量的头部作过实验，表明了这一点。当时的课题是考核顶杆法热膨胀仪的特性。就好比是用微伏电压表接一般的热电偶测温，尽管电压表可以读到微伏，但在毫伏读数以下对测温已没有任何意义了。3.LVDV本身的测量位移量的准确度达不到nm量级(1)目前最好螺旋测微仪的准确度是±1微米。Nech用于标定LVDT的是螺旋测微仪，所有的被定标的仪器的测量准确度不可能超过用于定标的仪器的测量准确度，所以即使用最好的螺旋测微仪定标，其热膨胀仪的LVDT也不可能得到优于1微米的准确度。离开准确度，来谈灵敏度是没有实际意义的。在日本计量所考核Netzsch的DIL402时，为了修正LVDT的读数，正是基于这个道理，用双路差频干涉计而不用螺旋测微仪。(2)LVDT的线性度用双路差频干涉计对Netzsch 的DIL402的LVDT的考察的结果表明，当位移量为105.23微米时，LVDV的读数与干涉计的读数的偏差达到0.69微米。因此，线性度实际上为0.66%之大，已排出了热效应的影响。而在NETZSCH的所有产品中，并没有对线性度进行修正的。这也说明了所谓nm量级读数的不正确性，是没有意义的。(3)在TN105中提到的其它因素，如对电压、温度、处理电路等极其敏感，易引起漂移，等等，其nm量级的读数在噪声之中。需要经常进行定标等。4.采用数字位移传感器在顶杆热膨胀仪上，比LVDV有很多的优点，请见TN105数字位移传感器的0.5微米的测长分辨率（也可以说准确度），对于顶杆热膨胀仪来讲，具有实际的意义，完全满足顶杆热膨胀仪的各种应用场合。5.对于低膨胀（如10－7/K）量级的材料在有限的温度范围内（如几十度）内的热膨胀的高精度的测量，顶杆热膨胀仪不适用，应采用非接触绝对的干涉热膨胀仪，并用阶梯等温的加热方式。我们接到过超低膨胀（如10－7/K）的材料在有限的温度范围内的高精度的测量的课题，比如说，一组10－7/K的量级的玻璃，要求分辨出不同成份、工艺下对热膨胀的影响。曾用Netzsch的DIL402和双路差频干涉膨胀仪进行了研究，同时也对DIL402的测量误差进行分析。结果表明，干涉膨胀仪能在10℃的温度间隔内，分辨到1.5X10－8/K，这里的分辨指的是在可能 的最大测量误差范围(或者说是极限误差，3σ程度)外。如果最大测量误差大于1.5X10-8/K，就不能说分辨到1.5X10-8/K。而DIL402的结果（加热范围为300℃，已得到足够的膨胀量），对于所有的材料都没有给出意义的分辨，因所测的各种材料的热膨胀率都在其测量误差范围内，即在12X10-8/K（最大误差，3σ）的误差带内。作为这一课题的附带结果再次表明，Netzsch关于达到1.25nm/digit的测长sensitivity的声称是没有实际意义的。如果有意义的话，已达到了干涉热膨胀仪的测长精度，而为什么实际的测量误差却是干涉热膨胀仪的测量误差的10倍？！有任何问题，欢迎随时交流。
关于有关顶杆热膨胀仪的几个问题作者美国安特公司的王恒博士1.如果想达到更高的准确度，应该用非接触干涉膨胀仪。干涉膨胀仪的优点是，光学非接触、绝对测量、测量准确度高。但造价昂贵、仪器结构及操作都很复杂、温度不容易超过1000℃，对样品形状及表面要求苛刻，不适用于材料的烧结过程的研究。一般，为建立一级热膨胀标准的权威机构采用非接触干涉膨胀仪为主要手段。请注意一下，干涉计本身的测长很准，但组装在膨胀仪上后，因为与样品有关的热系统的关系，对于样品的随温度变化的真正伸长量的测量准确度会随温度升高而下降。比如在日本计量所作的双路差频干涉计和在美国西海岸的Precision Mesurement and Instrument Corp作的迈可耳逊干涉计，其本身的位移变化量可测到1nm到3nm左右，但用在热膨胀测量应用上，因热系统的各部份的热变形等原因，“零点漂移”在几百度时就达到了30至50nm，属于随机误差，不能修正的。请见国际热物理杂志Internation1 J. Thermophys. Vo1 23, No.2,2002年3月的文章“Development of a Laser Interferometric Dilatometer for Measurment of Thermal Expansion of Solid in Temperature range 300 to 1300K”d在的549页关于干涉仪的零漂的3.2节中的图4中，在300 to 1300K的温度范围内的零漂达到了50nm。这是不能修正的，必须考虑在误差分析内。因此，对于干涉法热膨胀仪来讲，伸长量的测量准确度受系统的热稳定性影响而不能达到干涉计本身的测长准确度的。商品化的干涉膨胀仪的最高温度是700℃。2.作为最传统的热膨胀仪的测量手段的顶杆法热膨胀仪的优点是，使用容易、结构简单适用各种形状的样品等。缺点是，属于接触、相对测量方法，需要用标准样品对系统定标，测长准确度低，但可达到很高温度，适用于材料的烧结过程的研究。顶杆法热膨胀仪结构特点是，用比样品长几倍的顶杆与试样接触，把试样的长度变化传递给加热炉外的与其接触的位移传感器。这样，在顶杆上存在从高温（试样）到室温（位移传感器）的温度变化，整体的热稳定性或者说“热环境”与干涉膨胀仪的情况比，就“差”了更多，温度超高越严重，这是自然引起而不可避免的。这是不能用标准样品的定标来完全消除的。这将导致位移传感器读数的波动，在有些情况下，甚至导致测量结果的突变。在文章“Examination of Thermal Expansion Uniformity of Glassy Carbon as a Candidate Standard Reference Material For Thermal Expansion Measurements”中的第94页第一段，指出对于玻璃碳材料的测量，第一次的测量结果不可靠而必须取消，在高温段和低温段的数据也要取消。即使顶杆法热膨胀仪的位移传感器本身测量准确度能达到了0.1微米以下，对试样的热膨胀量引起的真正伸长量测量准确度也很难说达到0.1微米。日本计量所曾把一个双路差频干涉计组装到一台顶杆法热膨胀仪的位移测量的头部作过实验，表明了这一点。当时的课题是考核顶杆法热膨胀仪的特性。就好比是用微伏电压表接一般的热电偶测温，尽管电压表可以读到微伏，但在毫伏读数以下对测温已没有任何意义了。3.LVDV本身的测量位移量的准确度达不到nm量级(1)目前最好螺旋测微仪的准确度是±1微米。Netzsch用于标定LVDT的是螺旋测微仪，所有的被定标的仪器的测量准确度不可能超过用于定标的仪器的测量准确度，所以即使用最好的螺旋测微仪定标，其热膨胀仪的LVDT也不可能得到优于1微米的准确度。离开准确度，来谈灵敏度是没有实际意义的。在日本计量所考核Netzsch的DIL402时，为了修正LVDT的读数，正是基于这个道理，用双路差频干涉计而不用螺旋测微仪。(2)LVDT的线性度用双路差频干涉计对Netzsch 的DIL402的LVDT的考察的结果表明，当位移量为105.23微米时，LVDV的读数与干涉计的读数的偏差达到0.69微米。因此，线性度实际上为0.66%之大，已排出了热效应的影响。而在NETZSCH的所有产品中，并没有对线性度进行修正的。这也说明了所谓nm量级读数的不正确性，是没有意义的。(3)在TN105中提到的其它因素，如对电压、温度、处理电路等极其敏感，易引起漂移，等等，其nm量级的读数在噪声之中。需要经常进行定标等。4.采用数字位移传感器在顶杆热膨胀仪上，比LVDV有很多的优点，请见TN105数字位移传感器的0.5微米的测长分辨率（也可以说准确度），对于顶杆热膨胀仪来讲，具有实际的意义，完全满足顶杆热膨胀仪的各种应用场合。5.对于低膨胀（如10－7/K）量级的材料在有限的温度范围内（如几十度）内的热膨胀的高精度的测量，顶杆热膨胀仪不适用，应采用非接触绝对的干涉热膨胀仪，并用阶梯等温的加热方式。我们接到过超低膨胀（如10－7/K）的材料在有限的温度范围内的高精度的测量的课题，比如说，一组10－7/K的量级的玻璃，要求分辨出不同成份、工艺下对热膨胀的影响。曾用Netzsch的DIL402和双路差频干涉膨胀仪进行了研究，同时也对DIL402的测量误差进行分析。结果表明，干涉膨胀仪能在10℃的温度间隔内，分辨到1.5X10－8/K，这里的分辨指的是在可能 的最大测量误差范围(或者说是极限误差，3σ程度)外。如果最大测量误差大于1.5X10-8/K，就不能说分辨到1.5X10-8/K。而DIL402的结果（加热范围为300℃，已得到足够的膨胀量），对于所有的材料都没有给出意义的分辨，因所测的各种材料的热膨胀率都在其测量误差范围内，即在12X10-8/K（最大误差，3σ）的误差带内。作为这一课题的附带结果再次表明，Netzsch关于达到1.25nm/digit的测长sensitivity的声称是没有实际意义的。如果有意义的话，已达到了干涉热膨胀仪的测长精度，而为什么实际的测量误差却是干涉热膨胀仪的测量误差的10倍？！有任何问题，欢迎随时交流。
[align=left][b][color=#339999]摘要：碳纤维单丝热膨胀系数是碳纤维复合材料设计、生产与可靠性和寿命评估的重要参数，本文针对单丝径向高温热膨胀系数测试这一难题提出了相应的解决方案。解决方案的核心内容是基于激光衍射法和高温辐射加热，并采用衍射轮廓拟合技术以及相应的校准、真空温度控制等技术，可实现几个纳米的测量分辨率。此解决方案不仅可以测量各种粗细单丝的直径及其热膨胀，还可以拓展应用于细丝的直径分布、截面形状和径向热膨胀测量。[/color][/b][/align][align=center][size=16px] [img=碳纤维单丝径向高温热膨胀系数激光衍射法测试解决方案,600,360]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300838571272_2512_3221506_3.jpg!w690x414.jpg[/img]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 项目背景[/b][/color][/size][size=16px] 随着碳纤维增强复合材料应用的扩大，其设计也变得越来越精密。温度变化引起的热应力是复合材料设计中需要考虑的重要因素之一，而碳纤维的热膨胀系数是控制热应力的基本物理性能值。另外，碳纤维的热膨胀系数不仅是复合材料设计中的重要参数，也是预测制造工艺、可靠性和寿命的重要参数。[/size][size=16px] 由于碳纤维一般具有很强的方向性，其热膨胀系数主要包括轴向和径向热膨胀系数。本文将针对1~10微米直径的碳纤维单丝，提出径向热膨胀系数测试方法，特别是提出高温下径向热膨胀系数测试的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 激光衍射法测量原理[/b][/color][/size][size=16px] 在假设碳纤维单丝是直径均匀、截面积形状为圆形细丝的前提下，按照热膨胀系数的定义，碳纤维单丝高温热膨胀系数的测试可以归结为不同温度下单丝直径的测量问题，具体测试涉及到单丝温度和单丝直径的精确测量。[/size][size=16px] 对于微小细丝直径的测量，只能选择非接触光学测量方法。可选择的测试方法主要有显微镜观测法、光学投影法和激光衍射法，但由于碳纤维测试需要涉及到高温和真空环境，显微镜直接观察方法很难实现较高温度，而投影法则是无法达到纳米量级的测量精度，因此本项目将选择激光衍射法，以实现纳米精度的单丝直径测量。[/size][size=16px] 激光衍射测量原理如图1所示。单色激光垂直照射被测细丝后在焦平面上形成衍射图形，通过对图形参数等的测量，可准确测得细丝直径。[/size][align=center][size=16px][img=01.激光衍射线径测量原理图,550,329]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300841272151_4630_3221506_3.jpg!w690x413.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 激光衍射法细丝直径测量原理图[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]3. 细丝径向热膨胀测量装置[/b][/color][/size][size=16px] 基于激光衍射法的细丝径向高温热膨胀系数测量装置结构如图2所示。整个测量装置包括水冷真空系统、样品装置、温控加热装置和激光衍射测量装置四部分。[/size][align=center][size=16px][img=02.单丝碳纤维高温径向热膨胀系数激光衍射法测量装置结构示意图,500,452]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300841487917_7673_3221506_3.jpg!w690x625.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 单丝碳纤维高温径向热膨胀系数激光衍射法测量装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px][color=#339999][b]（1）水冷真空系统[/b][/color][/size][size=16px] 真空系统由水冷真空腔体内、真空泵和真空度控制系统构成。在整个高温测试过程中，需要对真空腔体抽真空，以便在整个高温测试过程中形成真空环境避免碳纤维细丝样品的氧化或烧断。真空腔体壁内通循环冷却水以对内部高温形成热防护。同时还需对循环冷却水温度和腔体内部真空度进行精密恒定控制，使得腔体温度和内部真空度所引起的腔体变形和光学窗口倾斜始终保持恒定和可重复。[/size][size=16px][color=#339999][b]（2）样品装置[/b][/color][/size][size=16px] 采用悬空水平方式固定被测细丝碳纤维样品，细丝样品一端采用螺接压紧方式固定，另一端经过滑动装置采用砝码拉近，通过砝码重量提供的微小张力始终使细丝样品处于水平拉直状态。对于不同强度和粗细的碳纤维细丝，可通过更换砝码来提供不同的拉紧张力。[/size][size=16px][color=#339999][b]（3）温控加热装置[/b][/color][/size][size=16px] 采用细管加热炉对整个样品进行辐射加热，测试过程中的温度变化按照步进台阶式形式变化，在每个设定点温度恒定后再进行激光衍射测量。这种加热方式的优点是用加热炉内的温度代替被测样品温度，由此可避免对细丝样品温度进行直接测量的困难性。[/size][size=16px][color=#339999][b]（4）激光衍射测量装置[/b][/color][/size][size=16px] 激光衍射测量装置主要由激光源、衍射图像传感器和计算机图像分析系统组成。激光源和图像传感器分别水平布置在真空腔体的两侧，激光束垂直照射在被测细丝上，所形成的衍射图像由传感器接收。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 衍射轮廓的高精度测量[/b][/color][/size][size=16px] 细丝直径测量中采用激光衍射装置和图像传感器获得的衍射轮廓如图3所示。纤维直径根据测量衍射轮廓的第一个暗条纹之间距离，并由衍射公式计算获得。但如果直接采用图像传感器的固有位置分辨率，则只能获得10nm左右的直径测量分辨率，这显然无法获得足够高的直径变化检测精度。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.图像传感器衍射轮廓示意图,550,402]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305300842072248_1383_3221506_3.jpg!w690x505.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 图像传感器衍射轮廓示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 为进一步提高细丝直径测量的分辨率，本文提出了以下几方面具体措施：[/size][size=16px] （1）对图3所示的衍射轮廓进行细分，具体细分技术是对衍射轮廓曲线进行参数拟合，拟合中需考虑衍射光以及背景光强度，如光学元件和窗口的散射光以及样品在高温下发出的光。[/size][size=16px] （2）采用已知直径的细丝对成像物镜的焦距进行高精度标定，减小系统误差。[/size][size=16px] （3）在CCD 前增加滤光片，在成像物镜前增加一平行于衍射方向的长条状光阑。[/size][size=16px] 通过上述措施，可将激光衍射法细丝直径测量的分辨率提高到几个纳米范围内。[/size][size=18px][color=#339999][b]5. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本文所述解决方案，除了可以实现1~10微米量级粗细的碳纤维单丝直径和热膨胀系数测试之外，还具备以下几方面的测试能力：[/size][size=16px] （1）本文所述解决方案在设计的同时，还同时考虑了碳纤维轴向方向上热膨胀系数测试功能的实现，即采用激光干涉法测试细丝样品在轴向方向上收缩和膨胀过程中的位移变化。在真空腔体形状和空间尺寸上都考虑了激光干涉法位移测量装置的布置，采用相同的加热和测温装置也可提供碳纤维细丝轴向热膨胀所需的温度变化和测量。[/size][size=16px] （2）由于具有几个纳米的超高分辨率，通过增加扫描装置，此解决方案可以用于碳纤维单丝外径分布和外径形状的测量。[/size][size=16px] （3）为各种粗细的线状材料外径测量提供了一种高精度的激光衍射测量方法，非接触光学测试方法和高温加热能力，也可推广应用到低温范围内的测试应用。[/size][align=center][color=#339999][b][/b][/color][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
摘要：航天器用各种大尺寸构件都普遍要求超低膨胀系数以保证构件尺寸的稳定性，传统热膨胀系数测试只针对长度100mm以下的小试样，已无法满足长度1m以上大尺寸构件的超低热膨胀系数测量，多数航天器用大尺寸构件需要精确测量整个构件的超低热膨胀系数。本文对美国波音公司在太空望远镜大尺寸桁架超低热膨胀系数整体测量方面的研究工作进行了综述，以了解国外技术发展状况，给今后开展此方面工作提供参考和借鉴。1. 前言 在太空运行的各种航天器，由于没有大气层的保护，其环境温度变化很大，受阳面温度可高达上百摄氏度，而被阳面温度却在零下几十摄氏度。因此，航天器在空间环境中，由于材料的热膨胀，会引起航天器结构的尺寸变化。但是从航天器的某些部件和仪器的技术要求考虑，希望航天器的某些结构的稳定性要好，这一点对通讯卫星天线结构及敏感元件、太空望远镜的镜筒支架等的使用和安装尤为重要。尤其是卫星和望远镜桁架结构更要求其在一定的环境温度变化范围内不因热应力产生变形或者变形极小，即所谓零膨胀。 传统热膨胀系数测试只针对长度100mm以下的小试样，已无法满足大尺寸构件的超低热膨胀系数测量。为适应航天器制造的要求，特别是对于以1m以上长度的E-08/K量级材料热膨胀系数需要更加准确的测试。因此，研究航天器用复合材料工程构件的超低膨胀测试方法和相应的测试设备，具有重要的科学意义和实用价值。 本文将介绍美国波音公司在太空望远镜桁架超低热膨胀系数测试方法和测试设备方面所开展的工作。2. 波音公司激光干涉法第一代热膨胀系数测试技术 早在1971年波音公司的Bond等人就开始研究一种用于监测大直径天线在空间模拟腔体内动态行为的多通道激光干涉法测试技术【1】，其中采用了可反转条纹计数技术来测量安装在试验箱体外测量装置与安装在腔体内天线上7个光学反射镜之间的距离。 试验腔外测试仪器距离腔体内部天线的距离将近5m，干涉仪采用了Twyman-Green干涉仪，其中参考光束的相位在13.5kHz频率处进行调节以便对每个通道进行可反转条纹计数，每根条纹计数对应的距离变化增量为7.9nm（0.125倍激光波长），整个光学系统结构如图 2-1所示。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252327_615105_3384_3.png图 2-1 多通道激光干涉仪光学系统结构示意图 基于上述技术，波音航空公司在1974年至1975年期间针对大型空间望远镜（LST）项目中的石墨环氧测量支架进行了热膨胀系数测试考核【2】。具体测试考核包括了两方面的内容，一方面是测试管状支架和H型支架的热膨胀系数，另一方面是对管状支架热膨胀系数进行了热循环效应考核。 热膨胀系数测试试件为91.44厘米长的截面分别为圆形和H型的管材，被测试件放置在真空腔内并稳定24小时后再进行测试，图 2-2所示为测试装置的结构示意图。如图所示，被测试件悬浮在含有加热套的真空腔内，激光干涉仪的光学部件放置在真空腔外的底部位置，形成立式结构热膨胀系数测量装置，用来测量试件长度变化的聚焦光束垂直进入真空腔底部的光学窗口，整个测量装置实物如图 2-3所示，激光干涉仪测量装置实物如图 2-4所示。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252327_615106_3384_3.png图 2-2 热膨胀系数测试系统结构示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252327_615107_3384_3.png图 2-3 热膨胀系数测试系统整体照片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252328_615108_3384_3.png图 2-4 热膨胀系数测试系统激光干涉仪测量装置 每个被测试件上安装了三只测温热电偶和四个角反射镜，如图 2-5所示。激光干涉仪测量得到四个角反射镜的位移变化，由此得到热变形量和监视试件的倾斜。在被测试件的顶部安置一个参考反射镜用来抵消被测试件和干涉仪之间相对运动所带来的影响。 测试中真空腔内部气压低于1Torr以下并使真空度稳定16个小时，然后使试件温度升到37.8℃（100℉）后在冷却下来，整个加热冷却过程中，每隔2.8℃（5℉）测试一次热变形量，每隔14℃（25℉）进行一次30分钟的恒温。整个温度变化过程直到试件冷却到-73.3℃（-100℉）停止。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252328_615109_3384_3.png图 2-5 热膨胀系数测试系统测温传感器和光学器件安装位置示意图 铺层方向为(02±50)s 的管状试件热变形量测试结果如图 2-6所示，整个过程的平均线膨胀系数为 7.2E-08/℃（4E-08/℉）。图 2-7所示为管状构件热膨胀系数测试与计算之间的比较结果，从比较结果可以看出板层方向的有效性，这种特性可以用来设计特殊性能的复合材料。 在进行管件热膨胀系数热循环考核试验中，先沿着试件长度方向上安装两只1英寸宽的电阻加热器以建立起与热真空试验相同的试件状态，在热真空试验中，电阻加热器是用来控制管件的温度，而在管件热膨胀系数热循环试验中，加热电阻器只是实现相同的结构状态，热循环试验的温度控制则是采用真空腔内的加热套来实现。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252328_615110_3384_3.png图 2-6 试件热变形量随温度变化的测试结果http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252329_615111_3384_3.png图 2-7 测试与设计结果的比较 在热膨胀系数热循环考核试验中，反射镜和温度传感器的安装与热膨胀系数测试时完全相同。热循环测试时也是先抽真空使得试件进行一两天的除湿，然后进行+38℃～-78℃（+100℉～-100℉）温度范围内的208次的冷热循环，大约间隔50次循环进行一次测量，在最后一次循环时，测试将电阻加热器取出后的试件热膨胀系数。热循环过程中试件的热膨胀系数随温度变化测量结果如图 2-8所示。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/10/201610252329_615112_3384_3.png图 2-8 热循环过程中试件热膨胀系数随温度变化的测量值[/
各位大侠 你们好!,我的尼高力380红外光谱仪出现了问题,刚开机时,有干涉图,随后干涉图不稳定,直到逐渐消失.我用bench diagonoist查看了激光,光源等各参数的电压,都正常.但就是没干涉图,急呀.请各位大侠赐教.谢谢!
白光干涉仪目前在3D检测领域是精度最高的测量仪器之一，在同等系统放大倍率下检测精度和重复精度都高于共聚焦显微镜和聚焦成像显微镜，在一些纳米级和亚纳米级的超精密加工领域，除了[url=http://www.chotest.com/detail.aspx?cid=686][b][color=#333333]白光干涉仪[/color][/b][/url]，其它的仪器无法达到其测量精度要求。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/3/201803076710554.jpg[/img][/align][align=center]中图仪器SuperView W1白光干涉仪[/align]白光干涉仪测量原理： 白光干涉仪是利用光学干涉原理研制开发的超精密表面轮廓测量仪器。照明光束经半反半透分光镜分威两束光，分别投射到样品表面和参考镜表面。从两个表面反射的两束光再次通过分光镜后合成一束光，并由成像系统在CCD相机感光面形成两个叠加的像。由于两束光相互干涉，在CCD相机感光面会观察到明暗相间的干涉条纹。干涉条纹的亮度取决于两束光的光程差，根据白光干涉条纹明暗度以及干涉条纹出现的位置解析出被测样品的相对高度。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/5/201905302500097.jpg[/img][/align]白光干涉仪的测量应用： 以测量单刻线台阶为倒，在检查仪器的各线路接头都准确插到对应插孔后，开启仪器电源开关，启动计算机，将单刻线台阶工件放置在载物台中间位置，先手动调整载物台大概位置，对准白光干涉仪目镜的下方。 在计算机上打开白光干涉仪测量软件，在软件界面上设置好目镜下行的最低点，再微调镜头与被测单刻线台阶表面的距离，调整到计算机屏幕上可以看到两到三条干涉条纹为佳，此时设置好要扫描的距离。按开始按钮，白光干涉仪可自动进行扫描测量，测量完成后，转件自动生成3D图像，测量人员可以对3D图像进行数据分析，获得被测器件表面线、面粗糙度和轮廓的2D、3D参数。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/5/201905303281565.png[/img][/align] 白光干涉仪具有测量精度高、操作便捷、功能全面、测量参数涵盖面广的优点，测量单个精密器件的过程用时2分钟以内，确保了高款率检测。白光干涉仪独有的特殊光源模式，可以广泛适用于从光滑到粗糙等各种精密器件表面的测量。
请问各路高手，傅里叶变换红外光谱仪的原理：1.是不是用红外光源先产生干涉光，通过样品后，得到干涉图。关键：干涉图是如何变成光谱图的？基于什么原理？我个人的理解是，得到的总的连续的干涉图，可以分解为一系列不同强度的连续正弦干涉图，而这一系列不同强度的正弦干涉图，就是一系列不同波数的光谱。对不对？（傅里叶变换：任何连续周期信号可以由一组适当的正弦曲线组合而成）2.光源里面为什么要有激光发生器？有何用途？3.好像还有一个白光源，用来校准？？4.动镜的移动速度有什么要求么？鄙人干仪表维修，看化学专业的东西真心头疼，看了一晚上，没看出个所以然。百度了一下傅里叶变换，看到高数公式，直接崩溃。。。再次先谢过！能提供有用回答，再额外加分！http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301192226_421457_1620528_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/01/201301192224_421454_1620528_3.jpg
[align=center][b][size=16px]皮米级光谱仪在激光检测中的应用[/size][/b][/align][align=center][size=16px]会议时间：2021年6月10日14:00[/size][/align][size=16px][b]内容介绍：[/b]本次演讲的核心内容为皮米级激光器在激光检测中的应用，重点阐述了皮米级光谱仪的工作原理、皮米级光谱仪系列产品、皮米级光谱仪在激光制造和研究中的应用以及皮米级光谱仪与其他相关产品在使用中的异同点等等。[b] 讲师介绍： 胡增权:[/b]用化学硕士，物理学博士。在太阳能电池材料研发、电化学薄膜、真空镀膜等方面颇有建树。具备十五年以上研发经验，尤其对半导体激光的研究更为深入，已发表相关文章数篇。[b]报名地址：[/b][url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_19728.html[/url][/size]
[align=center][b][size=16px]皮米级光谱仪在激光检测中的应用[/size][/b][/align][align=center][size=16px]会议时间：2021年6月10日14:00[/size][/align][size=16px][b]内容介绍：[/b]本次演讲的核心内容为皮米级激光器在激光检测中的应用，重点阐述了皮米级光谱仪的工作原理、皮米级光谱仪系列产品、皮米级光谱仪在激光制造和研究中的应用以及皮米级光谱仪与其他相关产品在使用中的异同点等等。[b] 讲师介绍： 胡增权:[/b]用化学硕士，物理学博士。在太阳能电池材料研发、电化学薄膜、真空镀膜等方面颇有建树。具备十五年以上研发经验，尤其对半导体激光的研究更为深入，已发表相关文章数篇。[b]报名地址：[/b][url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_19728.html[/url][/size]
[align=center][b][size=16px]皮米级光谱仪在激光检测中的应用[/size][/b][/align][align=center][size=16px]会议时间：2021年6月10日14:00[/size][/align][size=16px][b]内容介绍：[/b]本次演讲的核心内容为皮米级激光器在激光检测中的应用，重点阐述了皮米级光谱仪的工作原理、皮米级光谱仪系列产品、皮米级光谱仪在激光制造和研究中的应用以及皮米级光谱仪与其他相关产品在使用中的异同点等等。[b] 讲师介绍： 胡增权:[/b]用化学硕士，物理学博士。在太阳能电池材料研发、电化学薄膜、真空镀膜等方面颇有建树。具备十五年以上研发经验，尤其对半导体激光的研究更为深入，已发表相关文章数篇。[b]报名地址：[/b][url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_19728.html[/url][/size]
[align=center][size=16px][img=高热稳定性法布里-珀罗标准具,600,451]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310041528303739_744_3221506_3.jpg!w690x519.jpg[/img][/size][/align][b][size=16px][color=#990000]摘要：法布里-珀罗标准具作为一种具有高温度敏感性的精密干涉分光器件，在具体应用中对热稳定性具有很高的要求，如温度波动不能超过±0.01℃，为此本文提出了相应的高精度恒温控制解决方案。解决方案具体针对温度控制精度和温度均匀性控制两方面的技术要求，采用了TEC热电技术及其相应的高精度加热制冷恒温装置，采用了多个TEC热电片圆周分布结构以保证温度均匀性。此解决方案在实现高热稳定性的同时，还可以进行推广和拓展应用。[/color][/size][/b][align=center][b][size=16px][color=#990000]=====================[/color][/size][/b][/align][b][size=16px][color=#990000][/color][/size][size=18px][color=#990000]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 法布里-珀罗标准具（Fabry-Pérot Etalon）是一种应用广泛的高分辨干涉分光仪器，可用于高分辨光谱学和研究波长靠近的谱线，诸如元素的同位素光谱、光谱的超精细结构、光散射时微小的频移、原子移动引起的谱线多普勒位移和谱线内部的结构形状；也可用作高分辨光学滤波器、构造精密波长计，在激光系统中它经常用于腔内压窄谱线或使激光系统单模运行；可作为宽带皮秒激光器中带宽控制以及调谐器件，分析、检测激光中的光谱（纵模、横模）成分。[/size][size=16px] F-P标准具是一种基于多光束干涉原理的光学元件，其主体由镀有对应部分反射膜或高反膜的两个平行表面构成，结构上可分为固体单腔标准具，固体多腔标准具，空气隙标准具，密封腔标准具等。[/size][size=16px] F-P标准具是一种对温度非常敏感的光学器件，温度的微小变化都会引起波长的漂移，因此在实际应用中，大多都要求标准具需有较高的热稳定性，如工作温度波动不能大于±0.01℃，这就对标准具的温度均匀性和稳定性提出了很高要求。[/size][size=16px] 为了实现F-P标准具的高热稳定性，本文提出了相应的解决方案，解决方案的重点是解决温度的均匀性和温度控制的稳定性问题。[/size][size=18px][color=#990000][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 解决方案的基本思路是将圆片形式法布里-珀罗标准具装配在一个具有前后光学窗口的恒温装置内，前后光学窗口与标准具为同轴形式构成光路，恒温装置要实现的具体指标如下：[/size][size=16px] （1）温度控制在比室温高5~10℃，如30℃。[/size][size=16px] （2）标准具上的温度波动性优于±0.01℃。[/size][size=16px] （3）标准具上的温度均匀性也要优于±0.01℃。[/size][size=16px] 为了实现略高于室温且波动性小于±0.01的标准具温度控制，解决方案采用了半导体制冷片（即TEC帕尔贴片）作为加热和制冷源，利用TEC片即可加热又可制冷的帕尔贴效应，可将温度精确控制在室温附近的温度范围内。由半导体制冷片组成的加热制冷控制装置如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=01.TEC半导体冷热温度控制装置结构示意图,690,356]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310041530220088_6996_3221506_3.jpg!w690x356.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图1 TEC半导体冷热温度控制装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，标准具精密温控装置主要由TEC片、温度传感器、TEC电源换向器和超高精度温度控制器组成，它们的功能和相应指标如下：[/size][size=16px] （1）TEC片尺寸可根据标准具温控装置的结构设计进行选择。为了增大加热制冷功率以及使得标准具温度均匀，可采用多个TEC片的并联结构。[/size][size=16px] （2）温度传感器采用具有高精度的铂电阻和热敏电阻，温度测量精度要高于±0.01℃。[/size][size=16px] （3）TEC电源换向器是TEC温控必备部件，可接收控制信号对加热电流方向进行自动换向而分别进行加热和制冷，由此来实现温度的高精度恒定控制。[/size][size=16px] （4）超高精度温度控制器是一种具有目前最高测量和控制精度的工业用PID调节器，具有24位AD、16位DA和0.01%的最小输出百分比。调节器接收温度传感器信号，将此信号与设定温度值比较后按照PID算法计算，然后输出控制信号来驱动TEC电源换向器进行加热和冷却操作。此超高精度温度控制器自带功能强大的计算机软件，无需再编写任何程序即可与计算机构成完整的温控系统，实现温度的程序控制设定、远超操作、过程曲线显示和存储。[/size][size=16px] 为了使标准具具有高热稳定性，除了需要精确恒定的对温度进行控制之外，还需解决的另外一个问题就是如何使标准具温度均匀。为此，本解决方案所设计的标准具加热装置如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=02.高热稳定性F-P标准具TEC热电半导体恒温装置结构示意图,600,296]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310041530510655_9147_3221506_3.jpg!w690x341.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图2 高热稳定性F-P标准具TEC热电半导体恒温装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 图2所示意的F-P标准具TEC热电半导体恒温装置，主要由F-P标准具、标准具基座、均热器、TEC制冷片、TEC散热器和外部水冷器组成。此恒温装置设计为圆形结构以形成均匀的温度分布，其中标准具安装固定在圆筒型标准具基座内，高导热纯铜材质的均热器为标准具基座提供均匀温度，而三个圆周三角形分布且并联连接的TEC制冷片为均热器提供加热和制冷，使均热器温度按照设定温度进行精密控制。TEC热电片的散热则通过高导热铝块散热器与外部水冷器形成热连接，为TEC热电片提供稳定的冷却功率，这也是实现TEC热电片高精度温度控制的关键。[/size][size=16px] 另外需要说明的是，在均热器上同样均匀布置了三个温度传感器（图2中并未示出），其中一个作为控制传感器，另外两个作为测温传感器以监视温度均匀性。[/size][size=16px] 这里还需补充的是，图2所示结构仅是为了方便说明标准具恒温装置的基本原理和功能，相关的热膨胀匹配和隔热装置等内容并未示出。[/size][size=18px][color=#990000][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本文所示的解决方案从温度控制精度和均匀性两个方面很好的解决了F-P标准具的热稳定性问题，采用TEC热电技术所设计的标准具恒温装置可将温度精确控制在±0.01℃的波动范围内，对称结构设计使得标准具同时还具有很好的温度均匀性以及长期稳定性。[/size][size=16px] 此解决方案可以推广应用到其它与F-P标准具相关的仪器设备中，而且还具有一定的拓展功能，解决方案的结构设计在实现高热稳定性的同时，也为精密气压控制奠定了技术基础，为了标准具的应用可提供更稳定的使用环境。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][color=#990000][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
做了一段时间颗粒分析，发现激光粒度仪器的标称精度从没达到过。我用的仪器精度最小可以测试0.1微米，但是实际测试中仅仅偶尔有时能测量到0.9微米的颗粒，绝大部分样品只能检测到1.2微米以上的颗粒------------------------------（在电镜观测测试样品中有很多0.6微米左右的颗粒），并且从检测结果来看，怀疑2微米的颗粒以下虽然能检测到，然而并不能稳定的都捕捉到，有很多漏检了。因为在电镜下检测的最大颗粒2.5微米以下，最小在1微米以下，大部分在1.5微米的颗粒，-------------结果从激光粒度仪出来的平均粒径却在2.5微米。请问这是仪器有问题，还是正常的。还是颗粒本身的影响，谢谢
激光测振仪（进口）位移分辨率高达0.008纳米。非接触测量物体振动的速度,加速度,位移,运动轨迹,频率.全场激光测振实现整面物体的XY轴的振动测量可以彩色动画输出。三维激光测振可以实现三轴振动测量。多点激光测振可以同时实现16个振动点振动并可以测量物体瞬间振动和实时的振动模拟.激光测振可以实现对振动幅值、频率测量。使用激光进行非接触式测量，记录被测体在振动过程中的运动轨迹，并用最大值减去最小值得到振幅。当振幅超过界定值时，可通过软件设置输出报警信号。采样频率高，能精确还原被测体运动轨迹并通过图像显示出来。传统振动测量仪都会对机械振动带来的影响，而激光测振动测量系统使用各种滤波器，使测量结果更加稳定准确。还可以测量高频振动加速度峰值和平均值，测量低频振动速度有效值。应用于如磁盘振动，压电陶瓷振动，汽车玻璃振动，桥梁振动，油罐车振动，机床精密加工振动等等微小振动的测量。非接触高精密测量精密机械加工微小振动 如压电陶瓷，硬盘振动，山体滑坡，桥梁振动，汽车发动机输油管振动，汽车玻璃振动，高压器振动，水面振动激光多普勒测振仪最大测量速度可达20m/s，最大频率范围可达2.5MHZ，可以检测到纳米级别的振动.激光多普勒测振仪采用非接触式的测量方式，可以应用在许多其他测振方式无法测量的任务中。频率和相位响应都十分出色，足以满足高精度、高速测量的应用。使用非接触测量方式，无需耗时安装调节传感器、无质量负载，且不受被测物体的尺寸、温度、位置、振动频率等的限制。还可以检测液体表面或者非常小物体的振动，同时，还可以弥补接触式测量方式无法测量大幅度振动的缺陷。 应用：如磁盘振动，压电陶瓷振动，汽车玻璃振动，桥梁振动，油罐车振动，机床精密加工振动等等微小振动的测量。 非接触高精密测量 精密机械加工微小振动如压电陶瓷，硬盘振动，山体滑坡，桥梁振动，汽车发动机输油管振动，汽车玻璃振动，高压器振动，水面振动 整片不规则金属大型结构、高温、柔软物体等接触式测量无法满足的振动测量领域的振动情况
干涉滤光片interference film利用干涉原理只使特定光谱范围的光通过的光学薄膜。通常由多层薄膜构成。干涉滤光片种类繁多，用途不一，常见干涉滤光片分截止滤光片和带通滤光片两类。截止滤光片能把光谱范围分成两个区，一个区中的光不能通过(截止区)，而另一区中的光能充分通过（通带区）。典型的截止滤光片有低通滤光片（只允许长波光通过）和高通滤光片（只允许短波光通过），它们均为多层介质膜，具有由高折射率层和低折射率层交替构成的周期性结构。例如，最简单的高通滤光片的结构为g(L／2)(HL）mH(L/2)a，其中g代表玻璃（光学元件材料），a代表膜外空气，L和H分别代表厚度为1/4波长的低折射率层和高折射率层，L/2则代表厚度为1/8波长的低折射率层 ，m 为周期数 。类似地，低通滤光片的结为g(H/2)L（HL）（H/2）a。一种具有对称型周期膜系的高通和低通滤光片的结构分别为g（0.5LH0.5L）ma和g（0.5HL0.5H)）ma 。带通滤光片只允许较窄波长范围的光通过，常见的是法布里-珀罗型滤光片，它实质上是一个法布里-珀罗标准具（见法布里-珀罗干涉仪）。具体结构为：玻璃衬底上涂一层半透明金属层，接着涂一层氟化镁隔层，再涂一层半透明金属层，两金属层构成了法布里-珀罗标准具的两块平行板。当两极的间隔与波长同数量级时，透射光中不同波长的干涉高峰分得很开，利用别的吸收型滤光片可把不允许透过的光滤掉，从而得到窄通带的带通滤光片，其通频带宽度远比普通吸收型滤光片要窄。另外还有全电介质的法布里-珀罗型滤光片，两种典型结构为gHLHLLHLH a，g HLHL HH LHLH a1。根据需要，带通滤光片的通频带可从红外到紫外。在可见光区，彩色电视摄像机中可利用这种滤光片把像分离成不同颜色；在红外区，常用于二氧化碳激光器、导弹制导系统及卫星传感器等。
里叶变换红外光谱仪中，干涉数据要实现等光程差采样，一般是通过氦氖激光器作为参考光源，如果只采用一个探测器，请问如何将测量光源与参考光源产生的干涉信号分离？提取出参考光源的干射信号？
一是采样，如果使用632.8nm的He-Ne激光器，因为激光本身被调制成余弦曲线，x轴为光程差，一个余弦周期应该是632.8nm。采样时，用这个余弦干涉图监测扫描测量全过程，当余弦波过零点，通过触发器对样品干涉图采样，获得数字化干涉图。我的问题在这里，余弦波过零点的时候，光程差是316.4nm，也就是说干涉图是316.4nm采样一次？感觉非常之宽啊。还是我的理解有误？第二个作用是监控动镜移动。这个作用很明显。不多说了。
iS5红外光谱刚安装调试好2个月，准备扫描一个样品时，开机发现扫描没干涉图了，难道我们中奖了吗？[img=,553,380]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230916278844_557_1608025_3.jpg!w553x380.jpg[/img]校准失败，杯具了，真的中奖了。[img=,553,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230917071793_4347_1608025_3.jpg!w553x311.jpg[/img]马上call工程师，和工程师交流了下，说保修吧，还在保修期内。打400保修，又重复了故障描述，再有工程师再确认仪器问题，再按照工程师的方法检查了下仪器，最后工程师说得等备件，然后还要等几天，刚好工程师要培训，人员不够调配了。那也没办法。[img=,553,292]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230917380154_1797_1608025_3.gif!w553x292.jpg[/img][img=,553,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230917384054_6384_1608025_3.gif!w553x311.jpg[/img]终于等到工程师来了，看看参数，肯定要更换配件了。首先从最简单的、容易的更换开始，先更换线路板，因为更换线路板最简单，这红外仪的螺丝太多，拆开仪器内部还是很麻烦。[img=,551,412]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230918349080_3480_1608025_3.jpg!w551x412.jpg[/img]使用专用工具，如上图一个圆形塑料帽子，这个一定得放好，没有了就拆不开机器了。这个是拆溴化钾窗片的，再拆开挡板，如下图露出了电路板。[img=,551,412]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230918531948_4107_1608025_3.jpg!w551x412.jpg[/img]更换新的电路板后，有干涉图了，但激光信号不是很高。红外对环境的温湿度要求很高，电路板没盖盖子，仪器自身就会报错，见下图。[img=,554,385]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230919104955_3436_1608025_3.gif!w554x385.jpg[/img]调解激光频率，如下图，这个频率是有问题的，[img=,554,149]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230919237669_2059_1608025_3.gif!w554x149.jpg[/img]激光频率修改后，但校正没变化，有点奇怪，但干涉图是有了， 电压值不是很高。测试报告没通过，难堪。[img=,553,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230919529449_1230_1608025_3.jpg!w553x311.jpg[/img]还是更换下激光吧，拆开吧，露出了机器的真面目。[img=,551,412]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230920147620_6070_1608025_3.jpg!w551x412.jpg[/img]更换的激光见上图红圈位置。连接旧的电路板，调试下。[img=,553,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230920367733_6411_1608025_3.jpg!w553x311.jpg[/img]测试结果良好，激光信号也可以。[img=,551,330]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230920494325_2157_1608025_3.jpg!w551x330.jpg[/img]激光频率确认的值有变化了，这次正常了。再诊断结果正常。[img=,553,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809230921051351_5227_1608025_3.gif!w553x311.jpg[/img]最后测试报告通过，一切ok。仪器终于修好了，总结下心得，红外仪器每次样品采集信号前都需要校准，也是检验仪器性能，能及时发现仪器问题，该故障无干涉图，维修从易到难，有人给我出主意，抱着仪器晃动下，有可能会好，我真的抱着摇晃了，轻轻的，万一本来没坏，被我摇坏了怎么办呢，结果没被我摇好，故障依旧，工程师也是先易后难，先更换电路板开始，有干涉图，性能确认不能通过，还是有问题，调解激光其频率没变化，说明激光还是有问题，在更换激光后，主板不更换，信号良好，运行性能确认，全部pass。在维修中，发现尼高力（应该叫赛默飞）的红外对温湿度要求严格，在温湿度达不到要求时，仪器自身不给你做测试，这也是因为仪器内用到好多溴化钾部件，容易吸潮，一旦吸潮，其危害是不可逆的。平时在养护仪器时需要特别注意，需要在良好的环境中，比我们人娇贵，不控制好温室度，他可是要生病的，这iS5红外仪器自身配了一个干燥器的，有颜色指示。仪器也说如果因为这受潮，是不在保修范围内的。
激光雷达可以按照所用激光器、探测技术及雷达功能等来分类。目前激光雷达中使用的激光器有二氧化碳激光器，Er:YAG激光器，Nd：YAG激光器，喇曼频移Nd：YAG激光器、GaAiAs半导体激光器、氦-氖激光器和倍频Nd：YAG激光器等。其中掺铒YAG激光波长为2微米左右，而GaAiAs激光波长则在0.8-0.904微米之间。根据探测技术的不同，激光雷达可以分为直接探测型和相干探测型两种。其中直接探测型激光雷达采用脉冲振幅调制技术（AM），且不需要干涉仪。相干探测型激光雷达可用外差干涉，零拍干涉或失调零拍干涉，相应的调谐技术分别为脉冲振幅调制，脉冲频率调制（FM）或混合调制。按照不同功能，激光雷达可分为跟踪雷达，运动目标指示雷达，流速测量雷达，风剪切探测雷达，目标识别雷达，成像雷达及振动传感雷达。激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度，这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。由此可以看出，直接探测型激光雷达的基本结构与激光测距机颇为相近。相干探测型激光雷达又有单稳与双稳之分，在所谓单稳系统中，发送与接收信号共同在所谓单稳态系统中，发送与接收信号共用一个光学孔径。并由发射/接收（T/R）开头隔离。T/R开关将发射信号送往输出望远镜和发射扫描系统进行发射，信号经目标反射后进入光学扫描系统和望远镜，这时，它们起光学接收的作用。T/R开关将接收到的辐射送入光学混频器，所得拍频信号由成像系统聚焦到光敏探测器，后者将光信号变成电信号，并由高通滤波器将来自背景源的低频成分及本机振荡器所诱导的直流信号统统滤除。最后高频成分中所包含的测量信息由信号和数据处理系统检出。双稳系统的区别在于包含两套望远镜和光学扫描部件，T/R开关自然不再需要，其余部分与单稳系统的相同。美国国防部最初对激光雷达的兴趣与对微波雷达的相似，即侧重于对目标的监视、捕获、跟踪、毁伤评（SATKA）和导航。然而，由于微波雷达足以完成大部分毁伤评估和导航任务，因而导致军用激光雷达计划集中于前者不能很好完成的少量任务上，例如高精度毁伤评估，极精确的导航修正及高分辨率成像。较早出现的一种激光雷达称为“火池”，它是由美国麻省理工学院的林肯实验室投资，于60年代末研制的。70年代初，林肯实验室演示了火池雷达精确跟踪卫星，获得多普勒影像的能力。80年代进行的实验证明，这种CO2激光雷达可以穿透某些烟雾，识破伪装，远距离捕获空中目标和探测化学战剂。发展到80年代末的火池激光雷达，采用一台高稳定CO2激光振荡器作为信号源，经一台窄带CO2激光放大器放大，其频率则由单边带调制器调制。另有工作于蓝-绿波段的中功率氩离子激光与上述雷达波束复合，用于对目标进行角度跟踪，而雷达波束的功能则是收集距离――多普勒影像，实时处理并加以显示。两束波均由一个孔径为1.2M的望远镜发射并接收。据报道，美国战略防御局和麻省理工学院的研究人员于1990年3月用上述装置对一枚从弗吉尼亚大西洋海岸发射的探空火箭进行了跟踪实验。在二级点火后6分钟，火箭进入亚轨道，即爬升阶段，并抛出其有效负载，即一个形状和大小均类似于弹道导弹再入飞行器的可充气气球。该气球有气体推进器以提供与再入飞行器和诱饵的物理结构相一致的动力学特性。目标最初由L波段跟踪雷达和X波段成像雷达进行跟踪。并将这些雷达传感器取得的数据交给火池激光雷达，后者成功地获得了距离约800千米处目标的像。[~116966~][~116967~][~116968~][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_624049_1602049_3.jpg[/img]
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