半导体激光准直仪及其激光束漂移补偿研究.pdf

半导体激光准直仪是一种结合了半导体激光器和线阵CCD技术的精密测量工具，广泛应用于大型机械设备的直线度、平面度、平行度等几何精度测量。传统的激光准直仪通常采用氦氖激光器和四象限光电池，但半导体激光器和CCD因其优异性能逐渐成为主流。 半导体激光器，即激光二极管（Laser Diode, LD），具有结构简单、驱动电压低、响应速度快、体积小巧等优点。它们发出的激光经过光学系统调整后形成准直光束，用于测量目标的直线度误差。线阵CCD作为光电接收元件，能精确捕捉激光束的位置变化，将这些变化转化为电信号，通过数据采集和处理系统进行计算，从而评估被测物体的几何精度。 激光束的漂移是影响半导体激光准直仪测量精度的重要因素。这种漂移可能是由环境温度变化、空气扰动或激光器本身性能不稳定引起的。空气中的湍流会改变激光束的传播路径，导致测量误差。为了解决这个问题，研究者提出了双激光束合并补偿和平面镜反射方法。这种方法通过减少激光束在空气中的传播距离，降低空气扰动的影响，从而提高激光准直仪的精度。 激光准直仪的工作原理是：半导体激光器发出的光线照射到线阵CCD上，根据实际需求选择点光源、一字光源或十字光源。当激光器沿被测物体表面移动时，物体的直线度误差会导致激光束在CCD上的位置变化，CCD将这种变化转换成电信号，再由微处理器进行数据处理和结果显示。由于线阵CCD的高测量精度，整个系统的测量结果准确且便于数据输出。 激光束漂移的补偿方法包括使用双激光束合并，即两个激光束在空间中合并后传播，当一个激光束受到干扰时，另一个可以提供参考，减少漂移影响。同时，平面镜反射则可以改变光束的传播路径，使其在更稳定的环境中传播，进一步降低漂移。 半导体激光准直仪通过半导体激光器和线阵CCD的结合，实现了高效、精确的几何精度测量。对于激光束漂移的补偿研究，提高了仪器的测量稳定性和精度，使其在各种工程测量中得到广泛应用。这项技术的发展不仅简化了仪器的设计，也提升了测量的效率，为工业生产和科学研究提供了强大的技术支持。