[發(fā)明專利]一種光柵外差干涉自準直測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310595336.2
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103673891A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱煜;胡金春;陳龍敏;成榮;高陣雨;楊開明
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學;北京華卓精科科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種光柵外差干涉自準直測量裝置，其特征在于：該自準直測量裝置包括雙頻激光器（1）、1/4波片（2）、分光系統(tǒng)（3）、參考臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（4）、負m級測量臂偏振分光鏡（5）、負m級測量臂第一1/4波片（6）、負m級測量臂第一反射鏡（7）、負m級測量臂第二1/4波片（8）、負m級測量臂第二反射鏡（9）、正m級測量臂偏振分光鏡（10）、正m級測量臂第一1/4波片（11）、正m級測量臂第一反射鏡（12）、正m級測量臂第二1/4波片（13）、正m級測量臂第二反射鏡（14）、光柵（15）、負m級測量臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（16）和正m級測量臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（17），其中m為正整數(shù)，且m的最大值由光柵的最大自準直角確定；

雙頻激光器（1）出射一束含有兩個不同頻率的左旋和右旋圓偏振光的光束，所述光束經(jīng)過1/4波片（2）之后成為包含兩個偏振態(tài)相互垂直線偏振光的光束，然后經(jīng)過分光系統(tǒng)（3）后分為參考光、負m級測量光和正m級測量光三路光；參考光進入?yún)⒖急酃怆娹D(zhuǎn)換系統(tǒng)（4），負m級測量光進入負m級測量臂偏振分光鏡（5），正m級測量光進入正m級測量臂偏振分光鏡（10）；

負m級測量臂偏振分光鏡（5）將負m級測量光分成頻率不同的一束反射s光和一束透射p光；此反射s光先經(jīng)過負m級測量臂第一1/4波片（6），而后經(jīng)過負m級測量臂第一反射鏡（7）反射后又經(jīng)過負m級測量臂第一1/4波片（6）回到負m級測量臂偏振分光鏡（5）；所述負m級測量臂偏振分光鏡（5）的透射p光經(jīng)由負m級測量臂第二1/4波片（8）和負m級測量臂第二反射鏡（9）后以負m級自準直角入射到光柵（15）上，由光柵（15）反射回負m級測量臂第二反射鏡（9），再由其反射后經(jīng)過負m級測量臂第二1/4波片（8）回到負m級測量臂偏振分光鏡（5）；兩束光在偏振分光面處疊加合為一束光，進入負m級測量臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（16）；

正m級測量臂偏振分光鏡（10）將正m級測量光分成頻率不同的一束反射s光和一束透射p光；此反射s光先經(jīng)過正m級測量臂第一1/4波片（11），而后經(jīng)過正m級測量臂第一反射鏡（12）反射后又經(jīng)過正m級測量臂第一1/4波片（11）回到正m級測量臂偏振分光鏡（10）；所述正m級測量臂偏振分光鏡（10）的透射p光經(jīng)由正m級測量臂第二1/4波片（13）和正m級測量臂第二反射鏡（14）后以正m級自準直角入射到光柵（15）上，由光柵（15）反射回正m級測量臂第二反射鏡（14），再由其反射后經(jīng)過正m級測量臂第二1/4波片（13）回到正m級測量臂偏振分光鏡（10）；兩束光在偏振分光面處疊加合為一束光，進入正m級測量臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（17）；

當光柵（15）在x向和z向移動時，由負m級測量臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（16）和正m級測量臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（17）檢測到的兩路信號中分別包含不同的x向位移和z向位移信息，結(jié)合參考臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（4）檢測到的參考光信息，即可解得光柵的x向和z向位移值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光柵外差干涉自準直測量裝置，其特征在于：所述的分光系統(tǒng)（3）由參考分光鏡（31）和測量分光鏡（32）組成；所述經(jīng)1/4波片（2）后包含兩個偏振態(tài)相互垂直線偏振光的光束經(jīng)過參考分光鏡（31）后分出一束反射光和一束透射光，該反射光進入?yún)⒖急酃怆娹D(zhuǎn)換系統(tǒng)（4）；透射光進入測量分光鏡（32）后被分成一束反射光和一束透射光,此反射光進入負m級測量臂偏振分光鏡（5），透射光進入正m級測量臂偏振分光鏡（10）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光柵外差干涉自準直測量裝置，其特征在于：所述的分光系統(tǒng)（3）由參考臂輸出光纖（33）、負m級測量臂輸出光纖（34）和正m級測量臂輸出光纖（35）組成；所述參考臂輸出光纖（33）通過參考臂輸出光纖接口（33a）將參考光信號輸入到參考臂光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（4），負m級測量臂輸出光纖（34）通過負m級測量臂輸出光纖接口（34a）將負m級測量光輸入到負m級測量臂偏振分光鏡（5），正m級測量臂輸出光纖（35）通過正m級測量臂輸出光纖接口（35a）將正m級測量光輸入到正m級測量臂偏振分光鏡（10）。