圖1：單頻激光幹涉儀

圖1為(wei)單(dan)頻(pin)激(ji)光(guang)幹(gan)涉(she)儀(yi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)。從(cong)激(ji)光(guang)器(qi)發(fa)出(chu)的(de)光(guang)束(shu)，經(jing)擴(kuo)束(shu)準(zhun)直(zhi)後(hou)由(you)分(fen)光(guang)鏡(jing)分(fen)為(wei)兩(liang)路(lu)，並(bing)分(fen)別(bie)從(cong)固(gu)定(ding)反(fan)射(she)鏡(jing)和(he)可(ke)動(dong)反(fan)射(she)鏡(jing)反(fan)射(she)回(hui)來(lai)會(hui)合(he)在(zai)分(fen)光(guang)鏡(jing)上(shang)而(er)產(chan)生(sheng)幹(gan)涉(she)條(tiao)紋(wen)。當(dang)可(ke)動(dong)反(fan)射(she)鏡(jing)移(yi)動(dong)時(shi)，幹(gan)涉(she)條(tiao)紋(wen)的(de)光(guang)強(qiang)變(bian)化(hua)由(you)接(jie)受(shou)器(qi)中(zhong)的(de)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)和(he)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)等(deng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)，經(jing)整(zheng)形(xing)


、放大後輸入可逆計數器計算出總脈衝數
，再由電子計算機按計算式：

式中λ為激光波長(N 為電脈衝總數)

，算出可動反射鏡的位移量L。使用單頻激光幹涉儀時，要求周圍大氣處於穩定狀態，各種空氣湍流都會引起直流電平變化而影響測量結果。

 
圖2：單頻激光幹涉儀原理圖

圖2為雙頻激光幹涉儀的工作原理。在氦氖激光器上，加上一個約0.03特斯拉的軸向磁場。由於塞曼分裂效應和頻率牽引效應，激光器產生1和2兩個不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經1/4波片後成為兩個互相垂直的線偏振光，再經分光鏡分為兩路。一路經偏振片1後成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經偏振分光鏡後又分為兩路：一路成為僅含有f1的光束
，另一路成為僅含有f2的光束。當可動反射鏡移動時，含有f2的光束經可動反射鏡反射後成為含有f2 ±Δf的光束
，Δf是可動反射鏡移動時因多普勒效應產生的附加頻率，正負號表示移動方向(多普勒效應是奧地利人C.J.多普勒提出的
，即波的頻率在波源或接受器運動時會產生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來僅含有f1的光的光束經偏振片2後會合成為f1-(f2±Δf)的測量光束。測量光束和上述參考光束經各自的光電轉換元件、放大器、整形器後進入減法器相減
，輸出成為僅含有±Δf的電脈衝信號。

經可逆計數器計數後
，由電子計算機進行當量換算(乘 1/2激光波長)後即可得出可動反射鏡的位移量。雙頻激光幹涉儀是應用頻率變化來測量位移的

，這種位移信息載於f1和f2的頻差上
，對由光強變化引起的直流電平變化不敏感，所以抗幹擾能力強。它常用於檢定測長機、三坐標測量機、光刻機和加工中心等的坐標精度，也可用作測長機、高精度三坐標測量機等的測量係統。利用相應附件，還可進行高精度直線度測量、平麵度測量和小角度測量。

圖4：雙頻激光幹涉儀原理圖