[發明專利]一種二自由度外差光柵干涉儀位移測量系統

有效

• 申請號: 201310243113.X
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103307986A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 張鳴;朱煜;王磊杰;楊開明;劉召;成榮;劉昊;徐登峰;葉偉楠;張利;趙彥坡;田麗;張金;胡金春;穆海華;尹文生;秦慧超
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G03F7/20
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種二自由度外差光柵干涉儀位移測量系統，其特征在于：包括雙頻激光器（1）、光柵干涉儀（2）、測量光柵（3）、兩個接收器（4）和電子信號處理部件（5）；光柵干涉儀（2）包括偏振分光鏡（21）、參考光柵（22）、第一折光元件和第二折光元件；雙頻激光器（1）出射雙頻正交偏振激光經光纖耦合入射至偏振分光鏡（21）后分光，透射光為參考光，反射光為測量光；

所述參考光入射至參考光柵（22）后產生兩束衍射反射參考光，兩束參考光經第一折光元件后偏轉形成兩束平行參考光，兩束平行參考光回射至偏振分光鏡（21）后透射；

所述測量光入射至測量光柵（3）后產生兩束衍射反射測量光，兩束測量光經第二折光元件后偏轉形成兩束平行測量光，兩束平行測量光回射至偏振分光鏡（21）后反射；

其中的一束透射參考光和一束反射測量光重合形成一路測量光信號，另一束透射參考光和另一束反射測量光重合形成另一路測量光信號，兩路測量光信號分別經光纖傳輸至兩個接收器（4）進行處理分別形成兩路測量電信號，兩路測量電信號輸入至電子信號處理部件（5）進行處理；

雙頻激光器（1）同時也輸出一束參考電信號至電子信號處理部件（5）；當測量光柵（3）相對于光柵干涉儀（2）做水平向和垂向兩個自由度的線性運動時，電子信號處理部件（5）將輸出二自由度線性位移。

2.根據權利要求1所述的一種二自由度外差光柵干涉儀位移測量系統，其特征在于：所述的參考光柵（22）和測量光柵（3）均采用一維反射型光柵。

3.根據權利要求1所述的一種二自由度外差光柵干涉儀位移測量系統，其特征在于：所述的第一折光元件和第二折光元件均采用兩個直角棱鏡（23a）組成，兩個直角棱鏡（23a）并列布置。

4.根據權利要求1所述的一種二自由度外差光柵干涉儀位移測量系統，其特征在于：所述的第一折光元件和第二折光元件均采用兩個反射鏡（23b）組成。

5.根據權利要求1所述的一種二自由度外差光柵干涉儀位移測量系統，其特征在于：所述的第一折光元件和第二折光元件均采用截面為等腰梯形的折光棱鏡（23c）。

6.根據權利要求1所述的一種三自由度外差光柵干涉儀位移測量系統，其特征在于：所述的第一折光元件和第二折光元件均采用透鏡（23d）。

7.根據權利要求1-6任一權利要求所述的一種二自由度外差光柵干涉儀位移測量系統，其特征在于：所述的兩個接收器與電子信號處理部件（5）集成為一體化結構（6），所述的兩路測量光信號和雙頻激光器輸出的一路參考電信號輸入至一體化結構（6）進行處理后，輸出水平向和垂直向二自由度線性運動位移。