在纳米精度外差干涉仪中,由于非线性的温度漂移,成为外差干涉仪实现纳米精度测量的重要误差源。本文对差动干涉仪的理论分析得出了如下的结论:干涉仪中除了存在测量光路和参考光路以外,还存在参考光误差分量和测量光误差分量的额外光路,从而引入新的干涉混叠,产生非线性漂移;1/4波片的相位延迟量误差和安装误差是引入非线性漂移的主要因素,其影响程度是一阶的。提高波片加工精度,并尽量减少其级数可降低非线性漂移。

产生纵向塞曼频率分裂的He—Ne激光器输出左、右旋圆偏振光,其光强差和激光频率呈稳定的调谐曲线。装置利用单片机采集幅值信号,采用预测控制理论进行数字调节,输出PWM(PulseWidth Modulation)信号补偿激光管的温度以实现热稳频控制。为实现对热稳频大滞后、非线性这一复杂系统的高质量控制,提出了预测控制方法,该方法克服了传统PID(Proportional IntegralDifferential)调节中存在的调整工作量大,控制后果不能及时反馈的不足,适用于各种热稳频过程。数字仿真和实验验证预测控制是稳定的,对模型误差的适应能力强。对10s采样周期,估算得系统频率稳定度达6.7×10～(-9)。