[發(fā)明專利]四光軸補償及氣浴式線位移激光干涉儀校準方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310475571.6
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103528505B
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡鵬程;譚久彬
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)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

1.一種四光軸補償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(jīng)四軸中空激光干涉鏡組形成相互平行的四條標準 測量光束，四條標準測量光束以正四棱柱側(cè)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四軸中空激光干涉鏡組后，根據(jù)從四軸 中空激光干涉鏡組中獲得的與四條標準測量光束分別對應的四個干涉信號，可以得到有中間 孔的平面鏡沿標準測量光束方向運動的四個位移值，每條標準測量光束的其余部分光經(jīng)有中 間孔的平面鏡透射到四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(jīng)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四軸中空激光干涉鏡組的中間通孔，與四條 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(jù)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)氣浴裝置沿垂直于四條標準測量光束方向吹送勻速氣流，形成穩(wěn)定的氣浴環(huán)境，在 垂直于四條標準測量光束的平面，由四條標準測量光束在該平面投影點構(gòu)成的正方形區(qū)域內(nèi)， 氣浴環(huán)境使空氣溫度、濕度和氣壓近似均勻分布，使四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干涉儀測量光束的空氣折射率值；

(4)四條標準測量光束和被校準激光干涉儀測量光束在目標反射鏡入射面上各自的初始 入射位置坐標分別為(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)、(x₄，y₄)和(x₅，y₅)，在目標反射鏡入射面上每條測 量光束的初始入射位置坐標經(jīng)過二維方向的坐標位移(x，y)后，因目標反射鏡反射面形貌特征 造成的位移測量值分別為函數(shù)z₁(x₁+x，y₁+y)、z₂(x₂+x，y₂+y)、z₃(x₃+x，y₃+y)、z₄(x₄+x，y₄+y)和 z₅(x₅+x，y₅+y)；

(5)運動臺沿標準測量光束方向往復運動過程中伴有在垂直于標準測量光束平面內(nèi)任意 二維方向的衍生位移，以勻速或非勻速采樣速率，同步采樣標準激光干涉儀四個測量位移值 和被校準激光干涉儀測量位移值，分別為S₁、S₂、S₃、S₄和S₅，四個光束位置探測器同步探 測到四條標準測量光束光斑在目標反射鏡入射面上二維方向的衍生坐標位移值，求取四個坐 標位移值的算術(shù)平均值(x’，y’)作為每條測量光束的衍生坐標位移值，將目標反射鏡反射面形貌 特征造成的位移測量誤差補償?shù)綔y量位移值中，得到S₁-z₁(x₁+x’，y₁+y’)、S₂-z₂(x₂+x’，y₂+y’)、 S₃-z₃(x₃+x’，y₃+y’)、S₄-z₄(x₄+x’，y₄+y’)和S₅-z₅(x₅+x’，y₅+y’)，取S₁-z₁(x₁+x’，y₁+y’)、S₂-z₂(x₂+x’， y₂+y’)、S₃-z₃(x₃+x’，y₃+y’)和S₄-z₄(x₄+x’，y₄+y’)的平均值與S₅-z₅(x₅+x’，y₅+y’)作差，得到若干采 樣測量誤差值。