[發明專利]一種基于雙光纖點衍射干涉的六自由度絕對位移測量裝置

在審

• 申請號: 202011235738.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112504130A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 沈芳沅;陳睿智;王宇靜;夏君陶;吳益澤;張姿琪;劉燁敏
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B9/02;G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于雙光纖點衍射干涉的六自由度絕對位移測量裝置，主要包括：計算機、單縱模激光器、光纖、光纖耦合器、透鏡組、偏振相機，包括以下步驟：

步驟1、將光纖探頭放置于測量對象上，偏振相機正對光纖探頭位置擺放，測量光路裝置箱放置在不影響檢測的任意位置。

步驟2、激光器發出的光經過波片和偏振分光棱鏡后分成兩路光束，進入光纖耦合器分別進入兩條光纖，將兩條光纖放入光纖探頭中使其平行，此時兩出射端的點衍射波前會疊加形成點衍射干涉場。

步驟3、偏振相機接收到干涉條紋后獲得四個偏振方向干涉圖。

步驟4、計算機對產生的圖像進行相位解包裹和四步移相法獲得實際相位，再通過粒子群算法在獲得的數學模型中找到兩光纖出射點的最優解。

步驟5、當被測物體在六個不同維度上產生位移時，偏振相機相對應的干涉條紋圖將會發生改變，提取其中的信息，即可實現被測物體六個維度上絕對位移的測量。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙光纖點衍射干涉的六自由度絕對位移測量裝置，其特征在于：改進點衍射干涉面形檢測光路，將點衍射干涉技術運用至六自由度絕對位移測量領域，能對物體的平動位移和旋轉位移進行瞬態測量。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙光纖點衍射干涉的六自由度絕對位移測量裝置，其特征在于：在點衍射干涉光路中引入了偏振相機，用于采集干涉條紋信息，代替PZT移相。實現一幅圖像獲得四個偏振方向干涉信息，縮短測量時間，避免了PZT移相光路存在穩定性不足的問題。

4.權利要求1所述的一種基于雙光纖點衍射干涉的六自由度絕對位移測量系統，其特征在于：當物體進行平動時，通過采集探頭不同位置對應的不同干涉條紋圖，即可獲得物體的平動位移；當物體進行旋轉時，通過提取干涉條紋圖旋轉偏移量來求解得到物體的旋轉位移，最終實現六個維度上的絕對位移測量。