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当人们使用不同频率的光波进行干涉时，它相当于对光波做斩波调制，接受到的光电转换信号里反应不了光波的频率，只能反应差频，光电转换电压是正弦信号（或余弦信号）。
使用两路接受头是为了对正弦信号做电子细分。在光学数字计量仪器中，对光栅形成的莫尔条纹或激光干涉条纹要使用4个光电接受头，分别得到正弦、余弦、负正弦、负余弦，分别对正弦、负正弦和余弦、负余弦进行差动放大，消除直流成分。 在ωa=ωb的情况下，其实就是同一束激光，将它分解成两束同步的激光，再分别与另一束频率为ωc的激光进行干涉，只要改变分解成两束同步激光在空间经历的光程差，就可以使它们与ωc产生干涉时的初始相位差达到所需要的π/2或奇数倍关系；而ωc光束的初始相位对该两束激光来说，也保持同步变化。所以，即便发出的激光没有很长的相干长度，每段光波与调制光所形成的干涉，都能持续保持着相同的初始相位差。而两段激光的跳变过程非常快，远超过光电响应速度，因此也不用担心跳变过程会影响测量。能影响测量的是激光频率的稳定性和每次测量取样的时间准确性！ 前者由激光器腔体长度稳定性决定，后者由电路中时基脉冲频率稳定性决定。 最后，每个显示当量所对应的可分辨光程由光电响应速度与有效的电子细分量决定，理论上电子细分量可以远远不止200倍。人们先要观察两路光电转换信号能达到什么圆度，重复稳定性好不好。在圆度不够好，重复性稳定性不是十分好的情况下，只能进行20倍电子细分。数字显示的激光干涉仪，电子细分量一般不超过40倍。 Δω取为多大以光电响应器件的最高反应速度1000000Hz来进行确定，再进行200倍电子细分，可达到相当于1.5米的光程分辨率。 这便是在以原子钟做时间基准和用波长做长度基准后，光速的理论值有±1.5米误差的来由。该误差其实是时间基准本身的稳定性与长度基准本身的稳定性导致的分辨率极限，而不是真的在30万公里长度上测量光速得到的测量误差。在30万公里长度上测量光速，空间影响因素导致的误差远大于1.5米。 Ccxdl 2005年12月5日 |