[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: 201410031251.6
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103759656B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 張鳴;朱煜;王磊杰;吳亞風;劉召;楊開明;成榮;徐登峰;穆海華;胡金春;尹文生;胡楚雄;祁利山
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京華卓精科科技股份有限公司
• 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包括雙頻激光器（1）、光柵干涉儀（2）、測量光柵（3）、接收器（4）和信號處理單元（5）；其特征在于：光柵干涉儀（2）包括第一側向位移分光棱鏡（21）、第二側向位移分光棱鏡（22）、偏振分光棱鏡（23）、第一四分之一波片（24）、第二四分之一波片（26）、第一折光元件和第二折光元件(27)；雙頻激光器（1）出射雙頻激光至第一側向位移分光棱鏡(21)后,透射光為測量光，反射光為參考光；其中測量光依次經過第二側向位移分光棱鏡（22）、偏振分光棱鏡（23）和第一四分之一波片（24）透射后,第1次打在測量光柵（3）上并發生衍射形成正負一級衍射光線，射入第一折光元件后其出射光與其入射光平行，兩束出射光第2次打在測量光柵（3）上并發生衍射，形成的兩束平行光再次透射經過第一四分之一波片（24），并在偏振分光棱鏡（23）中發生反射,形成兩束平行測量光；而參考光入射至第二側向位移分光棱鏡（22）后產生透射光和反射光；其中透射光在偏振分光棱鏡（23）中反射后，透射經過第二四分之一波片（26）并進入第二折光元件（27），在其中經過兩次反射后再次經過第二四分之一波片（26），之后在偏振分光棱鏡（23）中透射形成第一束參考光；反射光同樣在偏振分光棱鏡（23）中反射后，透射經過第二四分之一波片（26）并進入第二折光元件（27），在其中經過兩次反射后再次經過第二四分之一波片（26），之后在偏振分光棱鏡（23）中透射形成第二束參考光，最后形成兩束平行參考光；兩束平行測量光與兩束平行參考光最終在偏振分光棱鏡（23）處實現合光，兩束平行測量光中的一束與兩束平行參考光中的一束合光后經過光纖接入接收器（4），兩束平行測量光中的另一束與兩束平行參考光中的另一束合光后經過光纖接入接收器（4），兩束合光在接收器（4）中轉為電信號，再輸入至信號處理單元（5）進行處理；當固定于運動臺的測量光柵（3）相對于光柵干涉儀（2）做兩個自由度的線性運動時，信號處理單元（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：所述的第一折光元件由兩個對稱放置的直角反射棱鏡（25a）組成，第二折光元件(27)由一個直角反射棱鏡組成，光線通過其直角邊反射實現折光。

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由兩個對稱放置的后向反射棱鏡（25b）組成，光線通過其內部三個反射面的反射實現折光。