[發(fā)明專利]光柵刻線缺陷檢驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210088493.X
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102628811A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳宏圣;曾琪峰;喬棟;張吉鵬;孫強(qiáng);甘澤龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01B11/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光柵尺刻線缺陷檢驗裝置。

背景技術(shù)

要實現(xiàn)光柵位移傳感器高精度測量的首要任務(wù)是保證標(biāo)準(zhǔn)光柵的刻劃和復(fù)制精度，刻劃精度通常比較高，但是也存在黑白比不符合要求等情況；復(fù)制過程中存在由于環(huán)境潔凈程度不高造成的污點，或者光線存在一定的扭曲等情況會影響到相位一致性等，這些都會嚴(yán)重影響最后光柵尺的精度。不僅如此，在光柵接長過程中存在的接長誤差，也會大大的降低整個光柵尺的精度和性能。

一般的光柵尺刻劃或者復(fù)制后，由于數(shù)據(jù)量較大，利用一般的顯微鏡，無法用肉眼全面檢測刻劃精度。同時，前后相位不一致是用肉眼觀測無法做到的，如果能制作特定的檢測設(shè)備，利用有效的檢測手段，自動對光柵尺主尺上存在的污點和前后相位不一致進(jìn)行記錄，那么可以有效的提高成品光柵尺的精度，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有光柵尺制造過程中主尺存在污點和前后相位不一致等情況，靠人工無法完成光柵尺檢驗的問題，提供一種光柵刻線缺陷檢驗裝置。

光柵刻線缺陷檢驗裝置，該裝置包括標(biāo)準(zhǔn)光柵、信號探測頭、第一移位驅(qū)動裝置、第二移位驅(qū)動裝置、信號處理模塊和脈沖檢測模塊；所述第一移位驅(qū)動裝置沿標(biāo)準(zhǔn)光柵的長度掃描方向移動信號探測頭，所述信號探測頭記錄調(diào)制后的光強(qiáng)信息，

第二移位驅(qū)動裝置用于驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)光柵的移動位置，所述信號處理模塊接收第一移位驅(qū)動裝置的位移信息、信號探測頭輸出的光強(qiáng)信息和第二移位驅(qū)動裝置輸出的標(biāo)準(zhǔn)光柵的位置信息；并將所述位置信息進(jìn)行信號放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，輸出至脈沖檢測模塊；所述脈沖檢測模塊對接收的信號進(jìn)行檢測，分析待測光柵刻線缺陷的位置信息。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種原理簡單，能有效檢測污點和相位不一致的裝置。本發(fā)明所述的裝置自動記錄下待測光柵尺的性能，從而快速準(zhǔn)確的判斷待測光柵尺是否滿足生產(chǎn)的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的光柵刻線缺陷檢驗裝置的示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的光柵刻線缺陷檢驗裝置中脈沖檢測模塊檢測信號輸出幅值隨距離變化的示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的光柵刻線缺陷檢驗裝置中脈沖檢測模塊檢測相位偏差隨距離變化示意圖；

圖4為本發(fā)明所述的光柵刻線缺陷檢驗裝置中信號探測頭的示意圖。

具體實施方式

結(jié)合圖1說明本實施方式，光柵刻線缺陷檢驗裝置，該檢測裝置包括標(biāo)準(zhǔn)光柵3、信號探測頭1、第一移位驅(qū)動裝置7、第二移位驅(qū)動裝置9、信號處理模塊8、脈沖檢測模塊10，信號探測頭1進(jìn)一步包括光源5、光學(xué)系統(tǒng)6、信號檢測芯片2。第一移位驅(qū)動裝置7，驅(qū)動信號探測頭1移動位置；第二移位驅(qū)動裝置9驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)光柵3移動位置；信號處理模塊8對從信號探測頭1、第一移位驅(qū)動裝置7、第二移位驅(qū)動裝置9得到的信息進(jìn)行變換處理；脈沖檢測模塊10用于分析計算待測光柵4的相位分布；標(biāo)準(zhǔn)光柵3是用于檢測待測光柵的標(biāo)準(zhǔn)部件，其具有較高的刻線精度，通常是通過標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格的標(biāo)準(zhǔn)光柵，其柵距與待測光柵的目標(biāo)柵距相等，其黑白比偏差也是檢驗合格的，標(biāo)準(zhǔn)光柵3的質(zhì)量決定了檢測的精度。該光源5可為激光二極管，發(fā)出相干光。光學(xué)系統(tǒng)6將光源發(fā)出的光線轉(zhuǎn)化成準(zhǔn)直光線，照射到待測光柵4上。信號探測頭1的位置由第一移位驅(qū)動裝置7控制，第一移位驅(qū)動裝置7使信號探測頭1在掃描方向上移動。信號探測頭1檢測到光源5發(fā)出的，并被待測光柵4、標(biāo)準(zhǔn)光柵3調(diào)制的光信號，并轉(zhuǎn)化為電信號，由信號處理模塊8進(jìn)行放大處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后由脈沖檢測模塊10通過脈沖信號檢測刻劃缺陷和復(fù)制缺陷的存在及其位置，然后通過第二移位驅(qū)動裝置9改變標(biāo)準(zhǔn)光柵3的位置，重復(fù)以上處理，直到檢測完畢。

當(dāng)信號探測頭1掃描完畢，第一移位驅(qū)動裝置7和第二移位驅(qū)動裝置9將分別調(diào)整信號探測頭1和標(biāo)準(zhǔn)光柵3的位置，使得信號探測頭1在待測光柵4新的位置上重新掃描。信號檢測芯片2作為光探測元件，可以選擇硅光電池。

本實施方式中所述的脈沖檢測模塊10，記錄下所有掃描數(shù)據(jù)，待對該段標(biāo)準(zhǔn)光柵3的此次掃描完畢，再分析待測光柵4刻劃缺陷和復(fù)制缺陷的存在及其位置。

本實施方式中所述的脈沖檢測模塊10，記錄下所有掃描數(shù)據(jù)，待掃描全部完畢，再分析待測光柵4刻劃缺陷和復(fù)制缺陷的存在及其位置。