[發明專利]檢測系統、檢測方法及光柵尺

有效

• 申請號: 202010817814.X
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111964587B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 李星輝;余康寧;周倩;吳冠豪;倪凱;王曉浩
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃廣龍

1.檢測系統，其特征在于，包括：

光源模塊，用于提供檢測光束；

分光模塊，用于接收所述檢測光束并進行分光處理以生成若干第一光束和若干第二光束；

參考光柵模塊，用于對所述第一光束進行調制并生成參考光；

檢測光柵模塊，用于對所述第二光束進行調制并生成檢測光，所述檢測光柵模塊包括若干塊直角檢測反射棱鏡，若干塊直角檢測反射棱鏡將檢測光柵衍射得到的原光路返回的±1階衍射光變成平行光束；

測量模塊，用于對由所述參考光、所述檢測光發生干涉所產生的相干光進行檢測處理得到相干信息；根據所述相干信息得到檢測光柵模塊的位移變化量，

所述測量模塊包括：

位移測量模塊，用于對所述相干光進行檢測處理并得到位移量；

角度測量模塊，用于對所述相干光進行檢測處理并得到角度量；

所述位移測量模塊包括：

非偏振分光棱鏡，用于對所述參考光、所述檢測光進行分光處理；

第三四分之一波片，用于對所述參考光、所述檢測光進行相位調制；

第一偏振片，用于對所述參考光、所述檢測光進行調制處理并產生第一相干光束；

第一光電探測器，用于對所述第一相干光束進行檢測；

第二偏振片，用于對所述參考光、所述檢測光進行調制處理并產生第二相干光束；

第二光電探測器，用于對所述第二相干光束進行檢測；

其中，所述非偏振分光棱鏡至少設有兩個相鄰表面，包括第一子表面和第二子表面，所述第一偏振片與所述第一子表面相對設置，所述第二偏振片與所述第二子表面相對設置；

所述角度測量模塊包括：

若干反射棱鏡，用于調節所述相干光束的傳播路徑；

若干聚焦凸透鏡，用于將所述相干光束進行聚焦處理；

若干第三光電探測器，用于檢測所述相干光束并生成角度量；

其中，通過接收0階光的第三光電探測器可求解得到θx和θy，通過接收1階光的第三光電探測器可求解得到θz。

2.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于，所述光源模塊包括：

若干光源，用于產生初始光束；

若干擴束鏡，用于對所述初始光束進行擴束處理并產生初始準直光束；

若干光闌，用于調節所述初始準直光束的有效面積；

若干線偏振片，用于對所述初始準直光束進行偏振處理并形成檢測光束。

3.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于，所述分光模塊包括：

偏振分光棱鏡，用于對檢測光束進行分光處理以生成若干所述第一光束和若干所述第二光束；

分光平板，設置于所述偏振分光棱鏡、所述檢測光柵模塊之間，用于對所述第二光束進行分光處理；

第一四分之一波片，設置于所述偏振分光棱鏡和所述參考光柵模塊之間；

第二四分之一波片，設置于所述分光平板與所述偏振分光棱鏡之間。

4.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于，所述參考光柵模塊包括：

參考光柵，對所述第一光束進行調制；

若干塊直角參考反射棱鏡，包括第一直角參考反射棱鏡和第二直角參考反射棱鏡，所述第一直角參考反射棱鏡與所述第二直角參考反射棱鏡設置于所述參考光柵和所述分光模塊之間，所述第一直角參考反射棱鏡與所述第二直角參考反射棱鏡關于所述參考光柵的中心軸對稱。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述檢測光柵模塊包括：

若干塊檢測光柵，對所述第二光束進行調制；

若干塊直角檢測反射棱鏡，包括第一直角檢測反射棱鏡和第二直角檢測反射棱鏡，所述第一直角檢測反射棱鏡與所述第二直角檢測反射棱鏡設置于所述檢測光柵和所述分光模塊之間，所述第一直角檢測反射棱鏡與所述第二直角檢測反射棱鏡關于所述檢測光柵的中心軸對稱。

6.檢測方法，其特征在于，所述方法應用于權利要求1至5中任一項所述的檢測系統。

7.光柵尺，其特征在于，包括根據權利要求1至5中任一項所述的檢測系統。