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光学漂移误差

/optical drift error/
条目作者杨宏兴

杨宏兴

最后更新 2023-05-29
浏览 149
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光学热漂移是指在激光干涉测量过程中,由于光学玻璃温度的变化,测量光、参考光在玻璃板中的光程漂移不相同,从而引起的测量结果的漂移。

英文名称
optical drift error
所属学科
光学工程

这个误差项在多数研究中都没有得到足够重视,但实际上在一些测量场合它的影响是不可忽略的。

从本质上看,干涉镜组光学热漂移的根本原因包括激光干涉测量系统在光路设计时未能保证测量光和参考光在玻璃里面的光程对等、光学镜组内部温度场分布不均匀、光学镜组内部材料均匀性不足等。因此,消除光学热漂移的方法主要有:保证测量光和参考光在干涉镜组里面的光程对等,提高光学镜组内部温度场分布均匀性,提高光学镜组内部材料均匀性,提高环境温度的稳定性和均匀性。图是Agilent公司几种干涉镜组的光学热漂移对比数据。在24小时内环境温度漂移约为3.5℃,未经严格对称设计的普通干涉镜组的光学热漂移高达1.4μm,而优化设计后的高稳定性干涉镜组其热漂移小于0.01μm。

Agilent公司几种激光干涉镜组的热漂移特性Agilent公司几种激光干涉镜组的热漂移特性

随着多轴干涉镜组的结构设计越来越复杂,不可能通过对称设计和工艺优化完全消除干涉镜组的光学热漂移。普通干涉镜组的热漂移系数高达400nm/℃,而大部分高稳定干涉镜组的光学热漂移系数可以控制在10~20nm/℃。为此,在超精密测量中必须选取高稳定镜组,同时将干涉镜组附近的环境温度漂移控制在0.05℃以下。

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