光束準直(zhí)
為了盡可能減低餘弦誤差,必須將激光測量光束調整為與運動軸平行。在長於 1 米的軸上,通過肉眼就比(bǐ)較容易實現。對於較短的軸難度會(huì)相應增大。要將餘弦誤(wù)差降(jiàng)到0.5 ppm 以下,需要(yào)將光束準直到 1 毫米/米以(yǐ)下。可(kě)采用下述方法優化(huà)準直光路(lù),並使餘弦誤差降至最(zuì)低:
將(jiāng)幹涉鏡(jìng)放置於測量位置進行準直
將幹涉鏡放置於測量位置進(jìn)行準直。這樣在準直光路(lù)時可以(yǐ)確保照顧(gù)到幹涉鏡引起的(de)任何光束偏轉(zhuǎn)。它的另一個優勢(shì)是可以通過係統光強顯示器顯示不同光強(qiáng)來(lái)協助準直過程。
先使光學鏡組彼此靠近
如果首先將幹涉鏡和角錐反射鏡放到軸(zhóu)的一端比較靠近的位置,準直會更容易。這樣就可通過肉眼使(shǐ)光學鏡組外(wài)殼(ké)的外表(biǎo)麵準直,然(rán)後開始精確的激(jī)光光束準直。餘(yú)下的準(zhǔn)直工作僅需調整激光(guāng)頭。
不要完全依賴光強讀數(shù)
不要(yào)以為在整(zhěng)個軸行程上光強保持(chí)不變就意味著準直已臻完美。大多數光強顯示(shì)器的靈敏度(dù)和分辨率不足以保(bǎo)證短軸的精確準直。
再次檢查激(jī)光頭處的準(zhǔn)直情(qíng)況(kuàng)
檢查移動角錐反射鏡處的準直情況後,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(lù)未準直誤差所造(zào)成的影響都在激光頭(tóu)處加倍,因此比較容易檢測到。另外還可以核實返回到激光頭上參考光束和測量光束間的重合程度。
使用小直徑輸(shū)出光束
如果激光頭有一個允許選擇小直(zhí)徑輸出光(guāng)束的光閘, 則應利用它進行短軸準直。光束的直徑越小,越容易發現任何光路未準(zhǔn)直的情況。另外一個優勢是把光(guāng)強降到(dào)低於 100%,因此更容易發現光強變化。
實現最大激光測量讀數
如果激(jī)光(guāng)測(cè)量存在餘(yú)弦誤(wù)差,激光讀數將比應有讀數小。因此,在短軸上消除餘弦誤差是行得通的,方法是:仔細調(diào)整激光頭的俯仰和扭擺, 直到獲得最大(dà)激光讀數。具體步驟如下:
a) 通過肉眼沿運動軸(zhóu)準直光束。
b) 移動軸,使(shǐ)光學鏡組之間間隔最近,並將激(jī)光讀數清零。
c) 移動軸,使光學鏡組之間間隔最(zuì)遠。
d) 仔細調整激光頭的俯仰(yǎng)和扭擺(bǎi),以獲得最大(絕對)激光測量值。
注: 此步驟要求精細操作,但(dàn)會非常有(yǒu)效。如果激光(guāng)頭(tóu)放在三腳架上,可能需要做一係列的精細調整,做完每次調整需要將手從三腳架調節螺釘上拿開,然後觀察對激光讀數(shù)的影響。也可能需(xū)要平移激光頭以保持準(zhǔn)直。最好重複以上步(bù)驟,確認已經準直。在此(cǐ)過程中,也可能需要選擇(zé)激光讀數的最(zuì)高分辨(biàn)率,並將(jiāng)“平均”設定為“開”。
使用激光準直傳感器
激(jī)光準直(zhí)傳感器可用於檢查光束準直。有(yǒu)各種(zhǒng)類型的(de)適用傳感器,包(bāo)括四象限光敏元件( “Quad cell”)、位置傳感器( PSD)、光電耦合器件或 CCD 攝像頭。一定要確保與光束直徑、波(bō)長和功率相適應。還(hái)要注(zhù)意幹涉鏡上的散射光束(shù)反射和環境光散射的影響。
自動反射法
如果機器軸(zhóu)很短並且已知有平麵與運動軸正好垂直或平行(在(zài) 0.05°之內),則自(zì)動反射法很有用。具體步驟(zhòu)如下:
a) 通過肉眼沿運動軸檢查光束準直(zhí)。
b) 將(jiāng)鋼質塊規放到激光光束路(lù)徑上(在幹涉鏡之後)並緊靠一個或多個(gè)平麵上。
c) 調整激光頭進行俯仰和扭擺準直,使塊規表麵反射的光束回到激光頭的輸出光(guāng)孔中。當激光頭與幹涉鏡相(xiàng)隔一定的距離時,這(zhè)種方法尤其有效
使幹涉鏡滾擺、俯仰和扭擺誤差降至最低
大多數幹涉鏡包含極化(huà)分(fèn)光麵,必須根據激光(guāng)光束狀態精(jīng)確準直。如果準直不正確,信號之間可能出現混淆。這可能導致精度(dù)降低,並可能因光束被阻擋而導致檢測(cè)失敗。一般說來,在滾(gǔn)擺、俯仰和扭擺方向上,最好使幹涉鏡的準直(zhí)角(jiǎo)度小於±2°。這通常可以通過目測完成,不過使(shǐ)用上述(shù)的自動反射法也(yě)很有效。詳情請參閱激光係統手冊。要檢驗幹涉鏡準直是否令人滿意,值得進(jìn)行這樣一項測(cè)試,即阻擋幹涉鏡和角錐反射鏡之間的光束,確(què)認係統顯示“光束阻擋錯誤”標記。