激光干涉仪：纳米级长度与角度测量的“黄金标准”

激光干涉仪：纳米级长度与角度测量的“黄金标准”

激光干涉仪是利用激光的相干性（波长稳定性）与干涉现象（两束光波叠加产生明暗条纹），通过测量干涉条纹的移动量反推被测物体的微小位移或角度变化的仪器，其测量精度可达纳米级（0.1nm~1nm），是长度计量领域的“基准工具”。

1. 技术原理与关键升级

传统激光干涉仪以氦氖激光器（波长632.8nm）为核心，通过分光镜将激光分为参考光路与测量光路：参考光路光程固定，测量光路光程随被测物体移动而变化，两束光重新汇合后产生与位移相关的干涉条纹计数。现代升级技术包括：

• •​​双频激光干涉仪​​：利用双频激光的拍频效应消除环境振动干扰，测量速度更快（可达1m/s），适用于动态位移监测（如机床工作台高速运动时的定位误差）。
• •​​HiADM混合测距技术​​（如中图仪器GTS激光跟踪仪配套模块）：结合干涉测距与绝对测距，解决长距离测量中的累积误差问题，测量半径扩展至百米级仍保持±0.5μm/m的精度。
• •​​多参数同步测量​​：部分高端型号可同时检测位移、角度（通过角锥棱镜反射）、直线度（多光路干涉）及垂直度（正交光路对比）。

2. 应用场景与价值

激光干涉仪主要用于高精度机床（如五轴联动加工中心）的几何精度校准（直线度、垂直度、反向间隙）、激光波长标准的传递（作为长度基准）、以及半导体光刻机中工作台纳米级定位精度的验证。例如，在大型龙门铣床检测中，通过激光干涉仪测量导轨的直线度误差（≤5μm/10m），可为机床调试提供直接优化依据；在光刻机研发中，验证工作台在纳米级位移控制下的重复定位精度（±0.1nm）。