光(guāng)束準(zhǔn)直
為了盡可能減低餘弦誤(wù)差,必須將激光測量光束調整為與運動軸平行。在長於 1 米(mǐ)的軸(zhóu)上,通過肉眼就比較容易實現。對(duì)於(yú)較短的軸難度(dù)會相應增大。要將餘弦(xián)誤差降到0.5 ppm 以下,需(xū)要將光束準直到 1 毫米/米以下。可采用下述方法優化準直光路,並使餘弦誤差降至最低:
將幹涉鏡放(fàng)置於測量位置進行準直
將幹涉鏡放置(zhì)於測量位置進行準直(zhí)。這樣(yàng)在準直光(guāng)路時可(kě)以(yǐ)確保(bǎo)照顧到幹涉鏡引起的任何光束偏轉。它的另一個優勢是可(kě)以通過係統光強顯示器(qì)顯示不同光強來協助(zhù)準直過程。
先使光(guāng)學鏡組(zǔ)彼此靠近
如果(guǒ)首先將幹涉鏡和角錐反射鏡放到軸的一端比較靠近的位置,準直會(huì)更(gèng)容易。這樣就可通過肉眼使光學鏡組外殼的外表麵準直,然後開始精確的(de)激光光束準直。餘下的準直工作(zuò)僅需調整激光頭。
不要完全依賴光強讀數
不要以為在整個軸行程上光強保持不變就意(yì)味著準(zhǔn)直已臻完美。大多數光強顯示器的靈敏度和分辨率不足以保證短軸的精確準直。
再次檢查激光頭處的準(zhǔn)直情況
檢查移動角錐反射(shè)鏡處的準(zhǔn)直情況後,再次檢查激光頭處返回光束(的準(zhǔn)直情況)。任何光束的光路未準直誤差所造(zào)成的影響都在激光頭處加(jiā)倍,因此比較容易檢測到(dào)。另外還可以核實返回到激光頭(tóu)上參考光束和測量光束間的重合程度。
使用小直(zhí)徑輸出光束
如果激(jī)光(guāng)頭有一個允許選擇小直(zhí)徑輸出光束的光閘, 則應利用它進行短軸準直(zhí)。光束的直徑越小,越容易發現任何光路未準直的情況。另外(wài)一個優勢是把(bǎ)光強降到低於 100%,因此更容易發現光強變化。
實現(xiàn)最大(dà)激光測量讀數(shù)
如果(guǒ)激光測(cè)量存(cún)在餘弦誤差,激(jī)光讀數將比應有(yǒu)讀數小。因此,在短軸上消除餘弦誤差是行得通的,方(fāng)法是:仔細調整激光頭的俯仰和扭擺, 直到獲得(dé)最大激光讀數(shù)。具(jù)體步驟如(rú)下:
a) 通過肉眼沿運動軸準直光(guāng)束。
b) 移動軸,使光學鏡組之間間隔最近(jìn),並將激光讀數清零(líng)。
c) 移(yí)動軸,使光學鏡組之間間隔最遠。
d) 仔細調整激光頭的俯仰和扭擺,以獲(huò)得最(zuì)大(dà)(絕對)激光測量值。
注(zhù): 此步(bù)驟(zhòu)要求精細操作,但會(huì)非常有效(xiào)。如果激光頭放在三腳架(jià)上(shàng),可能需要(yào)做一係列的(de)精細調整,做(zuò)完每次調整(zhěng)需要將手(shǒu)從三腳架調節螺釘上拿開,然後觀察對激光讀數的影響。也可能(néng)需要平(píng)移激光頭以保持準直。最好重複以上步驟(zhòu),確認已經(jīng)準直。在此過程中,也可能需要選擇激光讀數的最高(gāo)分辨率,並(bìng)將“平均”設(shè)定為“開”。
使用激光準直傳感器
激光準(zhǔn)直傳感器可用於檢查光束準直(zhí)。有各種類(lèi)型的適用傳感器,包括(kuò)四象限光敏元(yuán)件(jiàn)( “Quad cell”)、位置傳感器( PSD)、光電耦合器件或 CCD 攝像頭(tóu)。一定要確保與光束(shù)直徑、波長和功(gōng)率相適應。還要注意幹涉(shè)鏡上的散(sàn)射光束(shù)反射和環境光散射的影響(xiǎng)。
自動(dòng)反射法
如果(guǒ)機器軸很短(duǎn)並且已知有平麵與運動軸(zhóu)正好垂直或(huò)平行(在(zài) 0.05°之內),則自動反射法很(hěn)有用。具體步驟如下:
a) 通過肉眼沿運動軸檢查光束準直。
b) 將鋼質塊規放到激光光(guāng)束路徑上(在幹涉鏡之後)並緊靠一個或多個平麵上。
c) 調整激光頭進行俯(fǔ)仰和(hé)扭擺準直,使塊規表麵反射(shè)的光束(shù)回到激光頭的(de)輸出光孔中。當激光頭與幹涉鏡相隔一定的距離時,這(zhè)種方法尤其有效
使幹涉(shè)鏡滾擺、俯仰和扭擺(bǎi)誤差降至最低
大多數幹涉鏡包含極化分光麵,必須根據(jù)激光光束狀態精確準直。如果準直不正確,信號之(zhī)間可能出現混淆。這可能導致(zhì)精度降低,並可能因光(guāng)束被阻擋而導致檢測失敗(bài)。一般說來,在滾擺、俯仰和扭擺(bǎi)方(fāng)向上,最好使幹涉鏡的(de)準直角度(dù)小(xiǎo)於(yú)±2°。這通(tōng)常可以通過目測完成,不過使(shǐ)用(yòng)上述的自動反射(shè)法也很有效。詳情請參閱(yuè)激光係統手冊。要檢驗幹涉鏡準直是否令人滿意,值得進行這樣一項測試,即阻擋幹涉鏡和角(jiǎo)錐反(fǎn)射鏡之間的光束,確認係統顯示“光束阻擋錯誤”標記。