[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

本發明公開了一種檢測系統、檢測方法及光柵尺，其中，檢測系統包括：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；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。該檢測系統結構簡單，受環境影響較小，能夠實現高精度測量。

技術領域

本發明涉及精密測量領域，尤其是涉及一種檢測系統、檢測方法及光柵尺。

背景技術

光柵尺測距方法被廣泛應用于器件的微位移檢測，且具有精度高及受環境影響小等優點。光柵尺的長度決定了相應測量裝置的量程，但由于加工技術以及材料本身因素的影響，難以得到單塊長尺度光柵尺。

通常采用多塊小尺度光柵拼接的方式來制備長尺度光柵，但這種方法的難點在于如何保證各光柵的姿態一致性，現有光柵方法繁瑣，結構復雜，可行性較低。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種檢測系統，該檢測系統結構簡單，受環境影響較小，能夠實現高精度測量。

本發明還提出一種具有上述檢測系統的檢測方法。

本發明還提出一種具有上述檢測系統的光柵尺。

根據本發明第一方面提出的檢測系統，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；

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。

根據本發明第一方面的檢測系統，至少具有如下有益效果：利用光柵的光學原理，通過將參考光柵模塊生成的參考光作為參照，對檢測光柵模塊生成的檢測光進行光柵位移的檢測，可以保證各檢測光柵的姿態一致性，得到準確的位移變化量，實現高精度、誤差小的器件微距位移測量。

根據本發明的一些實施例，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。

根據本發明的一些實施例，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、所述檢測光柵之間，用于所述第二光束進行分光處理；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。

根據本發明的一些實施例，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。

根據本發明的一些實施例，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。