[發(fā)明專利]一種光束的微小位移測(cè)量方法及測(cè)量設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210301473.6
• 申請(qǐng)日: 2012-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN103630075A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張朝民;劉玲;曹麗杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物理光學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及一種光束的微小位移測(cè)量方法及測(cè)量設(shè)備。

背景技術(shù)

微小位移測(cè)量是實(shí)現(xiàn)精加工的前提和基礎(chǔ)，也一直是物理領(lǐng)域人們熱衷研究的對(duì)象。對(duì)于光微小位移的測(cè)量，學(xué)科還處于技術(shù)發(fā)展階段，在國(guó)內(nèi)外尚未形成絕對(duì)的學(xué)科和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

目前國(guó)際上光微小位移的測(cè)量?jī)x器雖然精度較高，但操作復(fù)雜，并且測(cè)量精度較差，只能測(cè)量到幾百微米左右。

我們基于古斯-漢欣位移效應(yīng)的光束平移理論及方法，展開對(duì)微小位移的測(cè)量的研究。利用光的柱面反射推導(dǎo)出光微小位移計(jì)算公式，研究制作出的儀器，可將光微小位移精確測(cè)量微米級(jí)，大大提高測(cè)量的精度，為一些高精度研究要求提供技術(shù)支持，在實(shí)驗(yàn)應(yīng)用上有著廣泛的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種測(cè)量精度更高、更簡(jiǎn)便的光束的微小位移測(cè)量方法及測(cè)量設(shè)備。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種光束的微小位移測(cè)量方法，包括以下步驟：

(1)距離柱面鏡中心線所在平面垂直距離x₀處的激光投射到柱面鏡上，通過柱面鏡反射到觀測(cè)屏上x₁處；

(2)激光發(fā)射器移動(dòng)微小位dx后，距離步驟(1)所述的柱面鏡中心線所在平面垂直距離x₀+dx處的激光投射到柱面鏡上，通過柱面鏡反射到觀測(cè)屏上x₂處；

(3)由公式1/dx=(8hx02a+b2a+2hb2)/[b2a(x2-x1)]-8x0/b]]>即可計(jì)算出待測(cè)的光微小位移dx，式中h為柱面鏡中心線到觀測(cè)屏的距離，r為柱面鏡的半徑，a、b為常數(shù)，a＝r²-x₀²，b＝2x₀²-r²。

一種實(shí)施光束的微小位移測(cè)量方法的測(cè)量設(shè)備，該設(shè)備包括激光發(fā)射器、三維移動(dòng)平臺(tái)、柱面鏡及觀測(cè)屏，所述的激光發(fā)射器設(shè)在三維移動(dòng)平臺(tái)上，所述的柱面鏡與激光發(fā)射器位于同一高度，所述的觀測(cè)屏位于激光發(fā)射器及柱面鏡的側(cè)面。

所述的柱面鏡設(shè)在支撐架上。

所述的柱面鏡為高反射率鍍膜柱面鏡。

該測(cè)量設(shè)備還包括壓縮光束裝置，所述的壓縮光束裝置位于柱面鏡與觀測(cè)屏之間。由于光線經(jīng)過反射后會(huì)變粗，影響測(cè)量精度，在反射光線經(jīng)過的途中添加一個(gè)壓縮光束裝置，減少由光線變粗帶來的誤差。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、運(yùn)用反射法對(duì)待測(cè)光微小位移進(jìn)行放大處理，通過測(cè)量得到觀測(cè)屏上兩反射光間的距離，根據(jù)推導(dǎo)公式來獲取待測(cè)光微小位移的值，該方法可以獲取光微小位移，并且測(cè)量精度高；

2、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作使用方便，整個(gè)過程清晰、直觀性強(qiáng)，易于理解；

3、儀器造價(jià)低，可用于各高等院校實(shí)驗(yàn)室；

4、采用反射原理，所用光源為普通激光，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求低；

5、檢修維護(hù)方便，本發(fā)明儀器各部分結(jié)構(gòu)層次分明，方便拆卸和更換；