[發明專利]三光軸回位及氣浴式線位移激光干涉儀校準方法與裝置

有效

• 申請號: 201310475522.2
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103499282A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 譚久彬;胡鵬程;毛帥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種三光軸回位及氣浴式線位移激光干涉儀校準方法，其特征在于該方法步驟如下：

(1)標準激光干涉儀激光器的輸出光經三軸中空激光干涉鏡組形成相互平行的三條標準測量光束，三條標準測量光束以正三棱柱側棱分布形式入射到有中間孔的平面鏡上，每條標準測量光束中帶有平面鏡位移信息的部分光被反射回三軸中空激光干涉鏡組后，根據從三軸中空激光干涉鏡組中獲得的與三條標準測量光束分別對應的三個干涉信號，可以得到有中間孔的平面鏡沿標準測量光束方向運動的三個位移值，每條標準測量光束的其余部分光經有中間孔的平面鏡透射到三個光束位置探測器上；

(2)被校準激光干涉儀激光器的輸出光經被校準激光干涉儀干涉鏡組形成被校準激光干涉儀測量光束，被校準激光干涉儀測量光束穿過三軸中空激光干涉鏡組的中間通孔，與三條標準測量光束平行，并與每條標準測量光束的距離相等，被校準激光干涉儀測量光束入射到被校準激光干涉儀反射鏡上，在被反射回被校準激光干涉儀干涉鏡組后，根據從被校準激光干涉儀干涉鏡組中獲得的干涉信號，可以得到被校準激光干涉儀反射鏡沿標準測量光束方向運動的位移值；

(3)氣浴裝置沿垂直于三條標準測量光束方向吹送勻速氣流，形成穩定的氣浴環境，在垂直于三條標準測量光束的平面，由三條標準測量光束在該平面投影點構成的等邊三角形區域內，氣浴環境使空氣溫度、濕度和氣壓近似均勻分布，使三條標準測量光束的空氣折射率平均值更加接近被校準激光于涉儀測量光束的空氣折射率值；

(4)運動臺沿標準測量光束方向作往復運動過程中伴有在垂直于標準測量光束平面內任意二維方向的衍生位移，配裝在運動臺上的目標反射鏡在垂直于標準測量光束平面內任意二維方向有相對遠動臺的自由位移，三個光束位置探測器分別測量出標準測量光束相對目標反射鏡在垂直于標準測量光束平面內任意二維方向衍生位移，微動裝置根據三個光束位置探測器測量出衍生位移的平均值，對目標反射鏡衍生位移進行實時回位補償，保證目標反射鏡反射面上測量光束的入射位置不發生變化；

(5)在運動臺沿標準測量光束方向往復運動過程中，以勻速或非勻速采樣速率，同步采樣標準激光干涉儀三個測量位移值和被校準激光干涉儀測量位移值，將每次采樣獲得的標準激光干涉儀三個測量位移取平均值后與同時采樣獲得的被校準激光干涉儀測量位移值作差，得到若干采樣測量誤差值。

2.一種三光軸回位及氣浴式線位移激光干涉儀校準裝置，包括標準激光干涉儀激光器(1)和三個配置在可接收標準激光干涉儀干涉信號位置上的接收器(7、8、9)，導線將三個接收器(7、8、9)分別與標準激光干涉儀信號處理系統(10)連接；其特征在于在標準激光干涉儀激光器(1)輸出光路上配置有中間通孔(14)的可以讓被校準激光干涉儀測量光束(13)穿過的三軸中空標準激光干涉鏡組(2)；三軸中空標準激光干涉鏡組(2)一側配置導軌(20)，運動臺(19)配裝在導軌(20)上，在運動臺(19)上通過微動裝置(18)安裝有中間孔的平面鏡(6)，在平面鏡(6)中間孔內安裝被校準激光干涉儀反射鏡(15)，被校準激光干涉儀反射鏡(15)和有中間孔的平面鏡(6)組成入射面共面并且相對位置固定的目標反射鏡；三個光束位置探測器(22、23、24)配置在有中間孔的平面鏡(6)透射區域后面，且分別位于三條平行標準測量光束(3、4、5)透射光路上；在三條平行標準測量光束(3、4、5)側部配置氣浴裝置(21)；在三軸中空標準激光干涉鏡組(2)另一側配置被校準激光干涉儀干涉鏡組(12)和被校準激光干涉儀激光器(11)，所述被校準激光干涉儀干涉鏡組(12)位于被校準激光干涉儀激光器(11)輸出光路上；被校準激光干涉儀接收器(16)配置在可接收被校準激光干涉儀干涉信號的位置上，導線將被校準激光干涉儀接收器(16)與被校準激光干涉儀信號處理系統(17)連接。

3.根據權利要求2所述的三光軸回位及氣浴式線位移激光干涉儀校準裝置，其特征在于所述的三條平行標準測量光束(3、4、5)和被校準激光干涉儀測量光束(13)都與目標反射鏡入射面垂直。

4.根據權利要求2所述的三光軸回位及氣浴式線位移激光干涉儀校準裝置，其特征在于所述的三軸中空標準激光干涉鏡組(2)的中間通孔(14)包括任意形狀，數目是一個或一個以上。