雷射幹涉儀·工業檢測·優勢·應用 雷射聚會LFC 2019(蘇州站)|記者探會系列連載

2021-01-15 ACT雷射聚匯



6月21日在蘇州舉辦的LFC2019,匯聚行業知名專家和眾多專業技術人士。現場互動頻繁,高潮迭起!「記者探會系列」為你帶來第一手獨家實況,敬請關注。本期我們一起來感受下可以用於探測引力波的雷射幹涉測量技術,在工業檢測當中的應用領域。

Speaker韓森

上海理工大學光電信息與計算機工程學院教授、博士生導師

蘇州慧利儀器有限責任公司董事長

國際光學工程學會(SPIE)Fellow

美國亞利桑那大學光科院兼職教授

德國斯圖加特大學博士

 

韓森教授曾任美國威易科儀器公司首席科學家和工程項目經理,德國斯圖加特大學客座教授;兩次在美國被稱之為發明奧斯卡研發 100獎的獲得者。在國外期間曾承擔過 20餘項科研及工程項目,研發新產品十餘款;在國內主持和參與國家重大科學儀器設備開發專項等省市各級項目。出版學術專輯6本,論文40餘篇,擁有專利20餘項。2013年5月被聘為上海理工大學光電學院特聘教授。

 

雷射幹涉儀引力波天文臺

——當今光學幹涉測量最具代表性的前沿研究

 

光學幹涉測量可以實現納米級測量,是非接觸式、超高精度測量方法之一。早在1887年,美國物理學家麥可遜和莫雷合作,就為研究「以太」漂移,使用分振幅法產生雙光束再實現光學幹涉的特性,設計製造出了著名的麥可遜幹涉儀。在近代物理、計量技術和工業應用中,科學家們還研製出各種不同特點的幹涉儀,比如泰曼-格林幹涉儀、菲索幹涉儀、馬赫幹涉儀、米諾幹涉儀等。他們的共同特點是以波長為尺子來量測被測物體的物理量和化學量的變化。雷射幹涉儀引力波天文臺用於觀測宇宙中的引力波,應該是當今光學幹涉測量中最具代表性的前沿研究。

 

引力波是愛因斯坦廣義相對論中所預言的一種時空波動,通過觀測引力波可以以全新的角度去探索宇宙,可以提供傳統電磁輻射方式無法觀測到的未知信息,是觀測宇宙的一個新窗口。在物理學上,引力波可以直接驗證廣義相對論,可以認為是牛頓萬有引力學說之後科學史上最偉大的發現之一。上海理工大依託光電學院的光學工程超級團隊,在中國引力波探測方面位居前列。

 

那麼,雷射幹涉儀在工業檢測當中,有哪些優勢和應用呢?韓森教授以

 

Advantages and Applications 

of Laser Interferometers in Industrial Inspection

 

為題,發表了現場演講:雷射幹涉儀以其優異的亞納米精度和精密度廣泛應用於光學表面的評價,在精密儀器的質量控制與校準以及科研開發、高端設備製造等領域用途廣泛。

  

 

現場首先講到雷射幹涉儀工作原理和一臺幹涉儀所應具備的基本組構。隨後,韓教授著重介紹了通用雷射幹涉儀、無應力平面雷射幹涉儀、高效球面雷射幹涉儀,以及高功率雷射掃描振鏡。

 

此外,韓教授重點講解雷射幹涉儀在汽車發動機部件等汽車工業領域的應用,PPT顯示2英寸俯式雷射幹涉儀升級版和原始版比較。同時,韓教授還講解了雷射幹涉儀對手機背板和手機鏡頭保護玻璃等不同材質平面度的測量,以及針對凹面和凸面兩種情況球面測量的不同原理和效果。


 (通訊光纖連接器)

 

演講當中,韓教授總結了它們各自的優點,以豐富的實例介紹了它們在光學通訊和工業檢測方面的應用。

 

在高精度雷射測距項目器件環節,韓教授團隊通過「天宮一號」空間交會對接過程中的反光器樣品的光學測量,所得出的模擬和實測結果非常接近。全表面RMS=0.0826微米,全表面10PV=0.3089微米,全表面PV=0.3120微米。

  

 

提到「天宮一號」的空間交會對接,我們自然想到載人登月。而國內,質疑登月計劃的聲音一直不絕於耳!實際上,「登月工程」短期商業利益遠遠比不上它所具有的科學戰略意義。

 

阿波羅登月花費幾百億美元,動員近30萬科技人員、約200多個大學、研究院所和工業部門介入,創造並帶動1970年代後美國近3000項目高科技產品和產業。此舉為加快美國工業現代化進程,確立美國世界領導地位,奠定了雄厚基礎。可以說,直到今天,美國還在享用阿波羅登月工程的「紅利」。

 

相信雷射幹涉儀引力波天文臺方面的研究和技術突破,也必將帶動雷射幹涉測量等一批相關領域技術應用的大發展。

相關焦點

  • 雷射幹涉儀檢測指導
    雷射幹涉儀有單頻和雙頻之分,單頻雷射幹涉儀受環境因素影響較大,一般用於特定環境的實驗室。雙頻雷射幹涉儀應用頻率變化來測量位移,對由光強變化引起的直流電平變化不敏感,抗幹擾能力強,廣泛應用於各種工況下。雷射幹涉儀的工作原理  雷射幹涉儀發射單一頻率光束,光束射入線性幹涉鏡後分成兩道光束射向反射鏡,這兩道光束再反射回到分光鏡,最後重新匯聚返回雷射幹涉儀。若光程差沒有變化時,雷射幹涉儀會在相長性和相消性幹涉的兩極之間找到穩定的信號。若光程差有變化時,這些變化會被計算並用來測量兩個光程之間的差異變化。
  • 雷射幹涉儀精度知多少?
    雷射幹涉儀作為現代精密測量儀器的代表,在精密製造、計量等各個行業領域中得到了廣泛的應用,在精密位移、直線度、垂直度等測量領域發揮著重要的作用。什麼是決定雷射幹涉儀測量精度的關鍵因素?您正在使用或購買的雷射幹涉儀精度能夠達到指標要求麼?
  • 雷射幹涉儀在DD馬達定位精度校準中的應用
    ,然而如何去驗證設備的精密度,是需要藉助一些「高級」的檢測技術和工具來調校的。本文主要描述了如何利用雷射幹涉儀來測量精密設備中的旋轉定位精度,主要是DD馬達的定位精度,對精確到角秒級的應用給出權威認證。先來看一下所需的測量部件:雷射幹涉儀。關於雷射幹涉儀的基本原理,簡單說就是對已知波長、頻率的光波幹涉和反射後的回波做頻譜分析,並藉此來測量位置和距離。然後需要使用特定的光柵透鏡。
  • 雷射幹涉儀與白光幹涉儀區別!
    雷射幹涉儀雷射幹涉儀測量利用的是麥可遜幹涉原理:(1) 從SJ6000雷射幹涉儀主機出射的雷射束(圓偏振光)通過分光鏡後,將分成兩束雷射(線偏振光);(2) 兩束雷射分別經由角錐反射鏡A和角錐反射鏡B反射後平行於出射光(紅色線條)返回,通過分光鏡後進行疊加
  • 雷射幹涉儀在數控工具機維修中的應用研究
    當出現工具機精度異常、零件表面質量變差等問題時,就需要藉助一些先進的精度檢測儀器。雷射幹涉儀作為數控工具機精度常用的檢測工具,能對數控工具機進行線性測量、直線度測量、平面度測量、角度測量、迴轉軸分度精度等進行測量。其中線性測量功能通過工具機運行一段直線插補程序,能檢測線性坐標軸的定位精度、重複定位精度,反向間隙等。
  • API雷射幹涉儀在測量直線模組中的應用
    現其應用日益廣泛,在計算機、自動化、精密直線位移的機械手等方面大有取代傳統電機之勢。磁懸浮列車上就是用直線電機來驅動的。這種電機在生產過程中需要對其步長進行檢測和調整從而達到更高的精度指標,我們可以按照設定的運動步長控制直線電機運行,利用雷射幹涉測量每運行一個步長對應的定位誤差;根據定位誤差值建立誤差補償表,並對位置坐標進行修正,再利用修正值控制直線電機運行。
  • 應用解讀:皮米精度雷射幹涉儀如何實現高精度實時位移反饋?
    坐標的概念應用到工業生產中解決了大量實際問題,例如,坐標測量機可採集被測工件表面上的被測點的坐標值,並投射到空間坐標系中,構建工件的空間模型等諸多案例。坐標測量機還被用於產品質量控制,測量磨損,製造精度,產品形貌,對稱性,角度等工業產品參數,因此需要非常高的移動精度,才能確保測量的準確性。
  • 雷射幹涉儀如何成為幾何量測量當擔?
    隨著20世紀60年代初雷射的出現,幾何量測量技術的發展步入了嶄新的時期,雷射幹涉儀在此時脫穎而出,並且在幾何量測量領域發揮著越來越重要的作用。雷射幹涉儀為何如此廣受歡迎呢?今天我們就來認識幾何量測量擔當——雷射幹涉儀。
  • 皮米精度雷射幹涉儀如何在眾多前沿領域中大顯神通?
    1.IDS3010雷射幹涉儀在自動駕駛高分辨調頻連續波(FMCW)雷達中的應用  自動駕駛是目前汽車工業最為前沿和火熱的研究,其中可靠和高解析度的距離測量雷達的開發是尤為重要的。IDS3010雷射幹涉儀在半導體晶圓加工無軸承轉臺形變測量上的應用  半導體光刻系統中的晶圓級輕量化移動結構的變形阻礙了高通吐量的半導體製造過程。為了補償這些變形,需要精確的測量由光壓產生的形變。
  • 詳解雷射幹涉儀工作原理
    幹涉儀是以雷射波長為已知長度、利用邁克耳遜幹涉系統測量位移的通用長度測量工具。雷射幹涉儀有單頻的和雙頻的兩種。雙頻雷射幹涉儀是1970年出現的,它適宜在車間中使用。雷射幹涉儀在極接近標準狀態(溫度為20℃、大氣壓力為101325帕、相對溼度59%、CO2 含量0.03%)下的測量精確度很高,可達1×10。
  • 雷射幹涉儀工作原理詳解
    雷射幹涉儀有單頻的和雙頻的兩種。單頻的是在20世紀60年代中期出現的,最初用於檢定基準線紋尺,後又用於在計量室中精密測長。雙頻雷射幹涉儀是1970年出現的,它適宜在車間中使用。雷射幹涉儀在極接近標準狀態(溫度為20℃、大氣壓力為101325帕、相對溼度59%、CO2 含量0.03%)下的測量精確度很高,可達1×10。
  • 雷射幹涉儀在數控工具機定位的應用
    這種偏轉會導致丈量值出現突躍臺階。這種題目可以通過檢查每個齒條段的長度和相對位置,並與圖形數據比較來查明。  綜上分析可以看出,除工具機本身精度不佳會帶來上述各種誤差,雷射幹涉儀操縱不當(包括精度不夠穩定或採用自身對溫度影響比較敏感的雷射幹涉儀系統)也會帶來較大誤差。 (end)
  • SJ6000雷射幹涉儀校準工具機的應用
    雷射幹涉儀可用於精密工具機、大規模集成電路加工設備等的定位精度測量、誤差修正和控制。雷射幹涉儀的最大特點是在具有強大的排除幹擾能力的情況下還具有非常高的精度,其解析度可以達到納米級,從而可以大大提高製造領域的製造精度。
  • 雷射跟蹤儀的用於大範圍三維空間測量
    2月26日消息,FARO科技公司生產的雷射跟蹤儀(Laser Tracker)具有70m的測量範圍和超級ADM的斷光續接功能,是測量三維大體積物體的先進儀器之一。它通過內置雷射幹涉器、紅外雷射發射器、光靶反射球測量長度,通過光柵編碼器測量水平和仰俯角度,實現三維大體積現場測量。
  • XL-80雷射幹涉儀為線紋尺測量系統提供精準可靠的位置補償解決方案
    附屬於香港特別行政區政府創新科技署的標準及校正實驗所(SCL)設計並製造了一臺全新線紋尺測量系統,其採用雷尼紹XL-80雷射幹涉儀補償測量過程中因測量機臺架設位置偏移所導致的誤差。SCL所研發的線紋尺測量系統主要由光學防震平臺、移動平臺、攝像頭、顯微鏡、像素計算程序、光學鏡組(包括分光鏡、反射鏡)及雷尼紹雷射幹涉儀組成。線紋尺的長度測量範圍為0.01mm到750mm,而系統的測量不確定度僅為0.15-0.41nm。
  • 麥可遜雷射幹涉儀和菲索型雷射幹涉儀,別弄混了
    有很多客戶通過網絡搜索到我們的聯繫方式,說需要一臺雷射幹涉儀,詳細溝通一下,他們需要雷射幹涉儀測量面型精度、PV值等,其實他們需要的不是雷射幹涉儀,準確的說應該是菲索型雷射幹涉儀。
  • 順應市場發展 雷射振動傳感器實現從高端設備到大規模應用的跨越
    以德國Polytec的雷射都卜勒振動儀為代表,高端的雷射都卜勒測振儀具有以下兩項主要技術優勢:首先,由於這類系統採用雷射作為探測手段,完全無附加質量影響,具有非侵入性,從而能夠在極小和極輕質的結構上進行測量;其次這類系統已經可以實現微米級/亞微米的振幅解析度,線性度高,在極高頻率範圍內(當前已超過1GHz)和相當大的測量距離範圍內仍能確保振幅測量的一致性。
  • 歐普圖斯可攜式雷射拉曼光譜儀通過鑑定
    系列可攜式雷射拉曼光譜儀進行技術鑑定。  RamTracer-200系列可攜式雷射拉曼光譜儀為自主設計,關鍵技術具有自主智慧財產權,整機的主要性能指標達到國際先進水平。鑑定委員會一致同意通過該儀器的成果鑑定。並建議:加強智慧財產權的保護,儘快實現產業化並推廣應用。
  • 德國attocube公司IDS3010皮米精度雷射幹涉儀榮獲iF設計大獎
    德國attocube公司推出的皮米精度雷射幹涉儀IDS3010憑藉其獨特的設計原理、超高的穩定性並且可在極端環境中使用的特點,獲得了全球工業設計頂級獎項之一的「iF設計獎」。
  • 基於OPT101的雷射監聽儀設計
    和傳統的監聽技術相比,雷射監聽不需要在監聽對象所在房間內安裝監聽裝置,就可以實現監聽。同時,雷射監聽器發射的是人眼極難察覺的紅外雷射,它不僅在白天可以使用,在夜間也同樣可以使用。尤其是在刑事偵查中,雷射監聽儀可以得到廣泛的應用。在國內,雷射監聽技術的理論方案主要有兩種:1)幹涉式雷射監聽。