电压放大器在线性相位调制双零差干涉仪位移测量实验中的应用

实验名称：线性相位调制双零差干涉仪位移测量相关实验

测试目的：测试双零差干涉仪在测量镜M2静止时，进行长时间的测量时，环境参数变化引起的两路干涉信号相位差的漂移情况。

测试设备：电压放大器、He−Ne激光器、信号发生器、电光相位调制器、偏振片、普通分光器、角锥棱镜等。

实验过程：

图1：双零差干涉仪位移测量系统实验装置

双零差干涉仪位移测量系统实验装置如图1所示，调好光路后，测量镜M2静止不动，EOM采用线性相位调制，调制信号由信号发生器产生，锯齿波频率设置为500Hz，幅值起初设置为7.5V左右，再通过微调幅值使得干涉信号是一个完整的余弦信号。一直测量PD1和PD2检测到的干涉信号相位差，并长时间记录相位差的变化情况。实验时要确保实验环境的稳定，减少其他因素的干扰，因此实验在夜晚进行。

实验结果：

图2：6小时相位差稳定性测试实验结果

实验结果如图2所示，从图2中可以看出：在6个小时内相位差变化约为80º，每分钟约变化0.2º，对于位移测量实验，一般测量速度为毫米级每秒，实验全程能够在几分钟内完成。因此在环境较好的情况下，在一次位移测量过程中相位差漂移较小。

在线性相位调制双零差干涉仪位移测量相关实验中：(1)相位差测量稳定性实验表明在6个小时内每分钟变化约0.2°，符合实验测量要求；(2)纳米级位移测量实验结果为：位移误差均值和标准偏差都不超过1nm；(3)微米级位移测量实验结果为：位移误差均值在1nm范围内，位移误差标准偏差在1.42nm~3.21nm范围内。

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审核编辑 黄宇