The invention provides a high-precision measuring interferometer and a measuring method for micro-roll angle and straightness synchronization. The light emitted by a dual-frequency laser source is divided into two beams of light with different frequencies and vibration directions through Koster prism. The two beams of light converge from the other side of Koster prism through a quarter-wave plate, a wedge prism and a wedge mirror, and then emit through a corner prism. The reflected beam passes through the spectroscopic prism BS. One beam directly enters the Koster prism and returns to the measurement system. The other beam enters the Koster prism and returns to the measurement system after passing through the right angle prism and half of the wave plate. At the same time, the rotation of the roll angle is transformed into the rotation of the optical path, and the roll angle error and straightness error are obtained by calculating the relationship between the six beams of the wedge prism. The method provided by the invention can realize synchronous and high precision measurement of micro roll angle and straightness.
【技术实现步骤摘要】
微小滚转角与直线度同步高精度测量干涉仪以及测量方法
本专利技术涉及测量
,尤其涉及微小滚转角与直线度同步高精度测量干涉仪以及测量方法。
技术介绍
近年来,随着制造业的发展,超精密加工成为先进制造技术的重要研究内容之一。高精密的位移台在先进制造领域具有及其重要的地位,对其进行精确定位与控制是实现精密加工与制造的关键。当精密位移台沿某一运动轴直线运动时,在空间中会产生6个自由度的误差,这6个自由度包括沿轴移动产生的定位误差、沿另外两轴移动产生的直线度误差和绕轴旋转产生的角度误差,其中角度误差又可分为偏摆角、俯仰角以及滚转角误差。在对多自由度误差的测量中,直线度的测量最为基本和广泛,对高精密位移台定位精度的影响也最为直接,同时作为平面度、平行度、垂直度、同轴度等几何测量的基础,也是机械制造行业中一个非常重要的内容。目前的直线度测量精度已经很高,但仍存在很多问题。基于沃拉斯顿棱镜的干涉测量法的测量精度和测量行程受沃拉斯顿棱镜出射光的夹角限制。工业上其实是在运动副上贴一个反射镜做直线度干涉测量,测量精度受平面反射镜面型误差影响,不适用于测量大行程导轨。同时,目前的直线度方法无法消除阿贝误差的影响,因此,难以满足日益增长的工业生产要求。角度误差中的偏摆及俯仰角误差通常在现有的测量技术已经能够达到较高的测量精度,而滚转角的测量则相对困难许多,一直以来也是国内外专家学者研究的对象。而对近年来有很多采用不同测量技术的多自由度误差同时测量方法的研究,主要由基于光栅分束、基于全反射测角法、基于激光动态跟踪定位以及基于激光干涉和准直相集合的技术。上海理工大学侯文玫老师提出的 ...
【技术保护点】
1.一种微小滚转角与直线度同步高精度测量干涉仪,其包括:依次排列而处于同一光轴上的koster棱镜(2)、四分之一波片(3)、楔面棱镜(4)、楔面反射镜(5);所述koster棱镜(2)由大小对称的直角三棱镜组成,两个直角三棱镜的直角边长度相等的平面相互胶合,胶合面上镀有一层偏振分光膜PBS;其特征在于,还包括:双频激光光源(1)、分光棱镜BS(6)、三角棱镜(7)、二分之一波片(8)、角隅棱镜(9)、相位计(36)、起偏器(37)、光电检测器(38);所述双频激光光源(1)设置于第一直角三棱镜(2a)的斜面一侧,所述角隅棱镜(9)设置于第二直角三棱镜(2b)的斜面一侧,所述分光棱镜BS(6)设置于角隅棱镜(9)以及第二直角三棱镜(2b)之间,所述三角棱镜(7)设置于角隅棱镜(9)下部,所述二分之一波片(8)设置于三角棱镜(7)朝向第二直角三棱镜(2b)一侧;所述相位计(36)设置于第一直角三棱镜(2a)的斜面一侧而用于测量直线度和滚转角,所述起偏器(37)、光电检测器(38)依次布置于相位计(36)与第一直角三棱镜(2a)之间。
【技术特征摘要】
1.一种微小滚转角与直线度同步高精度测量干涉仪,其包括:依次排列而处于同一光轴上的koster棱镜(2)、四分之一波片(3)、楔面棱镜(4)、楔面反射镜(5);所述koster棱镜(2)由大小对称的直角三棱镜组成,两个直角三棱镜的直角边长度相等的平面相互胶合,胶合面上镀有一层偏振分光膜PBS;其特征在于,还包括:双频激光光源(1)、分光棱镜BS(6)、三角棱镜(7)、二分之一波片(8)、角隅棱镜(9)、相位计(36)、起偏器(37)、光电检测器(38);所述双频激光光源(1)设置于第一直角三棱镜(2a)的斜面一侧,所述角隅棱镜(9)设置于第二直角三棱镜(2b)的斜面一侧,所述分光棱镜BS(6)设置于角隅棱镜(9)以及第二直角三棱镜(2b)之间,所述三角棱镜(7)设置于角隅棱镜(9)下部,所述二分之一波片(8)设置于三角棱镜(7)朝向第二直角三棱镜(2b)一侧;所述相位计(36)设置于第一直角三棱镜(2a)的斜面一侧而用于测量直线度和滚转角,所述起偏器(37)、光电检测器(38)依次布置于相位计(36)与第一直角三棱镜(2a)之间。2.利用如权利要求1所述的微小滚转角与直线度同步高精度测量干涉仪进行测量的方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:金涛,韩梦莹,侯文玫,
申请(专利权)人:上海理工大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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