[發明專利]基于光干涉的位移測量方法

有效

• 申請號: 201610053503.4
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105674889B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 林澎;孫榮敏;龍盛保;楊靈敏;張樹林;丁偉;張宏獻;許孝忠;鐘禮君;耿雪霄
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學鹿山學院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 周小芹

1.一種基于光干涉的位移測量方法，其特征在于：該方法是利用光學諧振腔對波長選擇性透過的特性，通過對透射波長的分析得到腔長，當腔長變化時，透射波長隨之產生變化，光電接收裝置檢測并分析透射波長得出腔長變化量，通過腔長變化量計算出被測物位移；該方法是采用基于光干涉的位移測量裝置進行測量，所述的基于光干涉的位移測量裝置包括激光發射裝置（1）、第一分光棱鏡（2）、第一反射鏡（4）、第二反射鏡（5）、第一直角反射棱鏡組（7）、第二直角反射棱鏡組（8）、第四分光棱鏡（10）、第一光電接收裝置（6）、第二光電接收裝置（12）、驅動器（13）以及第二分光棱鏡（3）、第三分光棱鏡（9）；所述的基于光干涉的位移測量方法包括以下步驟：

①當被測件未移動時，第四分光棱鏡組（10）與被測件相接觸，基于光干涉的位移測量裝置未開啟時，第二反射鏡（5）相對于第一反射鏡（4）之間的距離、第二直角反射棱鏡組（8）相對于第一角反射棱鏡組（7）之間的距離均為h；基于光干涉的位移測量裝置開啟后，驅動器（13）開始沿光路方向高頻伸縮變化，使第二反射鏡（5）和第二直角反射棱鏡組（8）相對于第一反射鏡（4）和第一直角反射棱鏡組（7）之間的距離產生△h的變化，即距離變為h+△h；

當光線由激光發射裝置（1）發射由第一分光棱鏡（2）分開后，分為測量光束a和掃描光束b，測量光束a、掃描光束b經過一系列傳播最后分別變為光束g 和光束j所經過的光程相當時，激光發射裝置（1）發出的所有光譜λ₀～λ_n在第二光電接收裝置（12）顯示為光束g和光束j產生干涉光能量最強值，即所有波長的光能量都為最強，此時記錄第一光電接收裝置（6）給出的第一反射鏡（4）和第二反射鏡（5）之間的距離h〞；

②當第四分光棱鏡組（10）隨被測物體沿掃描光束b傳播方向移動位移x時，驅動器（13）持續高頻伸縮，總能使得由激光發射裝置（1）發出的激光經第一分光棱鏡（2）分開后的測量光束a和掃描光束b最后到達第二光電接收裝置（12）的光程相等，使第二光電接收裝置（12）顯示為光束g和光束j產生干涉光能量最強值，記錄此時第一光電接收裝置（6）給出的第一射鏡（4）和第二反射鏡（5）之間的距離h〞+△h〞，此時2x=2×（2N+1）×△h〞，N為第一直角反射棱鏡組和第二直角反射棱鏡組中各自標準直角棱鏡的個數，通過腔長變化△h〞計算出被測物位移x；所述的λ₀ ～λ_n 為0.1～2um。

2.根據權利要求1所述的基于光干涉的位移測量方法，其特征在于：所述的測量光束a和掃描光束b經過一系列傳播最后分別變為光束g和光束j的具體過程如下：

測量光束a經過第二分光棱鏡（3）后分成光束c和光束d，光束c進入由第一反射鏡（4）和第二反射鏡（5）組成的光學諧振腔，光束c經過諧振多次反射后透射到第一光電接收裝置（6），得出第一反射鏡（4）和第二反射鏡（5）之間的距離；光束d進入第一直角反射棱鏡組（7）和第二直角反射棱鏡組（8），經過多次反射后回到第二分光棱鏡（3）后變為光束f，光束f經過第三分光棱鏡（9）后變為光束g；掃描光束b經過第四分光棱鏡組（10）后變為光束e，光束e經過直角反射鏡（11）后再進入第三分光棱鏡（9）變為光束j，此時光束g和光束j產生的干涉圖譜的波長和中心光能量由第二光電接收裝置（12）進行接收和處理，并分析和繪制光能量的變化圖。