双频激光干涉仪（激光光谱仪）

双频激光干涉仪

目前常用的位移测量系统有光栅、容栅、磁栅、激光干涉仪等，双频激光干涉仪，其中以激光干涉仪的精度最高，是微纳位移测量的最佳选择。按照技术路线不同，激光干涉仪可分为单频激光干涉仪和双频激光干涉仪；按结构不同，也可分为传统激光干涉仪（空间光传输）和光纤激光干涉仪。

双频激光干涉仪（激光光谱仪）

光纤双频激光干涉仪原理及特点

光纤双频激光干涉仪基于激光多普勒原理，采用双频激光外差干涉技术和光纤传输技术，它可测量所有可转换为位移量的物理量，比如位移、振动、速度、加速度、形变等等。

光纤双频激光干涉仪兼具双频激光干涉仪和光纤激光干涉仪的特点：

光纤双频激光干涉仪系统构成

光纤双频激光干涉仪通常由控制器、光纤、干涉仪、被测镜、上位机软件等部件组成，如图1所示。

图1AIF系列光纤微纳位移测量产品

激光光谱仪

单频干涉仪能做的双频激光干涉仪都能做，但双频干涉仪能做的单频干涉仪不见得能做。由于历史、技术和商业原因，两种干涉仪都有着广泛应用。但在光刻机上，双频激光干涉仪独占市场。

单频干涉仪不需要对市场上的氦氖激光器进行改造，直接可用。但双频激光干涉仪用的激光器需要附加技术使其产生双频（两个频率）。

历史上，双频激光干涉仪测量位移的速度不及单频激光干涉仪，自从发明了双折射-塞曼双频激光器，双频激光干涉仪的测量速度也达到每秒几米，与单频激光器看齐了。

按产生双频的方法，双频激光干涉仪，双频激光干涉仪分为塞曼双频激光（国外）干涉仪和双折射-塞曼双频激光（国内）干涉仪。

现在干涉仪的指标：最小可感知1nm（十亿分之1m），可以测量百米长的零件，且测量70m长的导轨误差仅为几微米。

雷尼绍激光干涉仪

3月2日，记者从清华大学精密仪器系获悉，该系张书练教授课题组进行原理研究并由北京镭测科技有限公司开发生产的双折射双频激光干涉仪实现批量生产。

双频（两频率）激光干涉仪是科学研究、光刻机、数控机床、航空航天、舰船等行业都离不开的光学尺子，用于测量零部件的尺寸，角度，位置，直线性，也是检定各类数控机床、激光加工机床以及光刻机台的精度，进行误差补偿的基本仪器。

张书练介绍，双频激光器是双频激光干涉仪的核心部件。国外干涉仪厂家都是自制专用激光器，称为塞曼双频激光器，不对外供应。此前我国的双频激光干涉仪只能进口普通激光器，从中选出可用的，淘汰率高，性能上不去，双频激光干涉仪，导致双频激光干涉仪国产化困难。

据介绍，此次清华大学精密仪器系发明的双折射原理的双频激光器比传统的塞曼双频激光器的激光功率高一倍、频率间隔大一倍或两三倍、没有两个频率之间耦合串混。分辨率达到1纳米(十亿分之一米)，线性测量长度范围0到70米，非线性误差小于1纳米，双频激光干涉仪，测量速度超过2米。