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1、第二次：干涉仪精度及原理分析第二次：干涉仪精度及原理分析 1. 干涉仪测位移精度分析干涉仪测位移精度分析 简明参考答案 空气折射率误差引入的最大测量误差为8 13 10 mnnLn= ，其中为在空气中光程差最大值的一半。 30mmnL =稳频误差引入的最大测量误差为8 26 10 mL=，其中为在所有媒质中光程差最大值的一半。 60mmL=则两者的随机合成误差为 22 22 120.067mnnLLLn= += += 。 考察要点 1) 不同误差对应的最大光程差计算方法； 2) 随机误差合成方法。 2. 角度差分干涉仪原理分析角度差分干涉仪原理分析 简明参考答案 光束 1 的轨迹为：PSP ?
2、 PBS(透) ? QWP ? TP ? QWP ? PBS(反) ? RR ? PBS(反) ? QWP ? R2 ? QWP ? PBS(透) ? HWP2 ? PSP。其光程代表：测量臂 1+参考臂 1。 光束 2 的轨迹为： PSP ? HWP1 ? PBS(透) ? QWP ? R1? QWP ? PBS(反) ? RR ? PBS(反) ? QWP ? TP ? QWP ? PBS(透) ? PSP。其光程代表：测量臂 2+参考臂 2。 该光路的干涉仪可以测得 TP 的转角。 优点： 接近共光路，环境变化影响小； 两路干涉光共用后向反射镜RR，减少环境温度变化对光程差的影响； 结构
3、紧凑，适用于需移动的场合或真空环境。 考察要点 1) 利用偏振进行光路控制的干涉仪分析方法； 2) 干涉仪常见测量误差来源及消除方法。 1/3 第三次：多普勒测速原理分析第三次：多普勒测速原理分析 1. 多普勒测速原理分析多普勒测速原理分析 简明参考答案 （1）直接利用多普勒公式推导可得 222cos4svDf DF= +（2）将已知数据代入公式中可得 62.74 10 Hzsf =（3）选用光电倍增管或雪崩光电二极管来探测辐射强度很弱、频率较高的光信号。 考察要点 1) 多普勒测速的物理原理及公式推导方法； 2) 光电探测器的选择原则，主要从光谱响应、信号频率、光强强弱等方面考虑。 2. 光
4、纤多普勒测速仪原理分析光纤多普勒测速仪原理分析 简明参考答案 （1）光纤激光测速仪是利用多普勒效应的光纤传感器，其中参考光是光纤端面反射光， 其频率为f0， 被测光是流速为 流体向后散射光， 频率为fv0+f或f0f （视流向而定） ，干涉信号反应被测光与参考光频差f，与流速v有关。 （2）双光束激光多普勒测速仪要求管道必须是可以透光的，且测速仪必须紧邻管道，对管道周边洁净度等要求较高，且测速仪与管道之间不宜发生振动；光纤激光多普勒测速仪不要求管道是透光的，在管道上开辟检测口即可，且通过光纤传光，测速仪可远离管道，对被测环境清洁度、振动要求不高。两种方法测速范围相近。 （3）检偏器的作用是保持
5、进入光电接收器的被测光和参考光有相同的偏振态，提高干涉信号的对比度，减少误差。 考察要点 光纤传感器工作原理描述方法，主要从以下几个方面描述：光路走向、基本物理原理（如多普勒、干涉等） 、待测物理量（如速度、位移等） 、检测的光学量（如光强、相位等）等。 2/3 第四次：光栅尺测长系统设计第四次：光栅尺测长系统设计 1. 长光栅定位检测系统设计长光栅定位检测系统设计 简明参考答案 方案一： (1) 电子细分数 N = 128。光栅常数 d = 25.6m。 (2) 光电池尺寸a (2m)2 d / (0.1m)2 = 10.24mm。 (3) 莫尔条纹宽度 B 需满足 B 4a = 40.96 mm。此时光栅对夹角 = d/B = 0.625 mrad。 方案二： (1) 细分数为 N = 360/10 = 36，光栅常数 d = N = 7.2m。 (2) 正入射时，衍射角满足 = asin(/d)，则横向间距 = f tan = 8.83 mm。 考察要点 几何式莫尔条纹光栅尺参数设计和选择的根据和原则。 3/3
