Применение абсолютного интерферометра в лазерных трекерах

№116-1,

технические науки

Абсолютный интерферометр сочетает в себе лучшее. Он предоставляет передовое решение для давней проблемы, но делает это с помощью новой технологии. Основные технологии IFM и ADM уже более десяти лет используются в лазерных трекерах по всему миру. Эти основные технологии были усовершенствованы и объединены для создания того, что назвали «Абсолютным интерферометром» или AIFM, и представляют собой наиболее точную и стабильную единицу динамического дистанцирования, которую когда-либо создавали. AIFM действительно меняет способ использования лазерных трекеров.

Похожие материалы

В идеальном мире лазерный трекер совмещал бы способность мгновенно восстанавливать прерванный лазерный луч и немедленно начинать измерять движущуюся цель. В то же время он будет измерять абсолютные расстояния с наивысшей точностью и будет произвольно быстрым с почти нулевым временем интегрирования (время, необходимое для определения положения цели). До сих пор ни одна дистанцирующая единица не была способна на это. В результате производители лазерных трекеров были вынуждены использовать лазерные интерферометры — IFM и абсолютные дальномеры — ADM по отдельности.

У каждой отдельной технологии есть свои сильные и слабые стороны. IFM может определять относительные расстояния (то есть изменение расстояния от точки к точке) с точностью до нанометрового уровня. Лазерный луч проецируется из системы на отражатель, причем отслеживается как выходной, так и обратный лучи. При перемещении отражателя обратный луч перемещается, и пики волны пересекают друг друга, создавая волну суперпозиции.

Каждый раз, когда эта волна суперпозиции достигает пика, она представляет собой изменение на расстоянии 1/2 длины волны, или в случае AIFM — 0,32 микрона. Отсюда и термин IFM «подсчет»: если вы знаете направление движения и подсчитываете количество раз, когда волна суперпозиции достигает пика, вы можете умножить это на ½ длины волны и вычислить точное изменение расстояния. Это не только невероятно точно, но и почти мгновенно.

Частота обновления определяется только скоростью, с которой можно перемещать отражатель. Это делает лазерные интерферометры идеальными для динамических измерений, потому что независимо от того, насколько быстро ускоряется цель, точное изменение местоположения сразу же известно на субмикронном уровне.

Уже более 30 лет интерферометры являются отраслевым стандартом и остаются самой точной системой измерения доступных расстояний. Однако изменение расстояния или относительное движение — это все, что они могут измерить. IFM не может определить абсолютное положение в трехмерном пространстве, не имея заранее известной начальной точки. С другой стороны, ADM измеряет абсолютные расстояния (то есть расстояния до известной точки в трехмерной системе координат) с предельной точностью, но даже самый быстрый ADM никогда не сможет достичь скорости IFM для динамических измерений. Все абсолютные дальномеры должны учитывать время интегрирования (время, которое необходимое для выполнения операций, определяющих положение цели). Это похоже на выдержку на камере. Чем дольше время экспозиции, тем сложнее получить четкое изображение быстро движущегося объекта. То же самое верно и для времени интегрирования: чем больше время интегрирования, тем выше вероятность того, что вы внесете ошибку в измерение движущегося объекта. У IFM такой проблемы нет. Изменение расстояния всегда сразу известно. Это то, что делает AIFM или «Абсолютный интерферометр» революционным, он может измерять абсолютные расстояния до движущейся цели без потери точности из-за нестабильности цели во время интеграции.

Список литературы

  1. Лазерные приборы и методы измерения дальности : учеб. пособие / В.Б. Бокшанский, Д.А. Бондаренко, М.В. Вязовых, И.В. Животовский, А.А. Сахаров, В.П. Семенков ; под ред. В.Е. Карасика. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — 92, с.
  2. Лазерная дальнометрия / Л. А. Аснис, В. П. Васильев, В. Б. Волконский и др.; Под ред. В. П. Васильева, Х. В. Хинрикус. — М. : Радио и связь, 1995. — 256 с.