一种激光干涉探头制造技术

本实用新型专利技术涉及激光测量领域，公开了一种激光干涉探头，包括耦合单元、两路干涉光探测器和干涉单元；干涉单元包括一具有NPBS膜的双斜方棱镜和探测反射面；双斜方棱镜的粘合面镀NPBS膜面，与该NPBS膜面平行的两侧面均为高反射面，两高反射面之间的侧面分别为入射面和出射面；耦合单元包括至少三个端口，端口一为入射端，端口二通过一准直器与双斜方棱镜的入射面连接；端口三与第二干涉光探测器连接；第一干涉光探测器设于双斜方棱镜入射面下方的干涉光出射面上。通过采用具有NPBS膜的双斜方棱镜和球关节结构，减少光学元件的使用，降低了调试难度，且结构简单紧凑，尺寸小巧、成本低廉；可实现单波长或双波长的位移测量和角度抖动状态检测，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及激光测量领域，公开了一种激光干涉探头，包括耦合单元、两路干涉光探测器和干涉单元；干涉单元包括一具有NPBS膜的双斜方棱镜和探测反射面；双斜方棱镜的粘合面镀NPBS膜面，与该NPBS膜面平行的两侧面均为高反射面，两高反射面之间的侧面分别为入射面和出射面；耦合单元包括至少三个端口，端口一为入射端，端口二通过一准直器与双斜方棱镜的入射面连接；端口三与第二干涉光探测器连接；第一干涉光探测器设于双斜方棱镜入射面下方的干涉光出射面上。通过采用具有NPBS膜的双斜方棱镜和球关节结构，减少光学元件的使用，降低了调试难度，且结构简单紧凑，尺寸小巧、成本低廉；可实现单波长或双波长的位移测量和角度抖动状态检测，测量精度高。【专利说明】一种激光干涉探头
本技术涉及激光测量领域，尤其涉及一种激光干涉探头。
技术介绍
激光干涉测量近年来已成为公认的高精度测量手段，可用于平面位移测量、垂向测量、角度测量等，具有高速精密测量的特点，主要应用于光刻机系统的位置和旋转测量、生物医学领域的干涉信号测量等。 部分激光干涉测量装置已实现商业化，可以是单波长的或双频甚至多通道的激光干涉仪。目前，激光干涉仪的国外供应商主要是英国的Renishaw、美国的Agilent、ZYG0公司。Renishaw的激光干涉仪，可同时提供长度和角度的测量功能，被广泛应用于车床上的位置偏差测量。尽管功能多样，但两干涉光束的光程似乎并不相等，而且温度补偿也没有被考虑，价格在Y150K左右。Agilent的10706A平面镜干涉仪采用角锥棱镜使光束按原路返回，降低了反射壁的装调精度要求，从而降低非线性误差，但测量光束与参考光束光程不等，存在很大的热漂移误差；10706B高稳定平面镜干涉仪则采用背面镀反射膜的四分之一波片，使得光程相等来降低热漂移误差，但是反射壁的装调精度要求大大提高，导致非线性误差难以控制，而且价格高达一、二十万人民币。ZYGO公司的Verifire TM激光干涉仪消除了长期困扰着人们的“牛眼环”，测量精度又上了一个新台阶，性能得到增强，是一次新的干涉测量技术的革命，价格自然更加昂贵。中国专利技术专利《一种一体式双频激光干涉仪》(申请号:201010022988.3)公开的激光干涉仪结构，参考光路和测量光路完全相等，理论上非线性误差和温度漂移误差都可为零且抗环境干扰能力极强，但使用了较多偏振光学元件，对这些元件的偏振分光性能要求高,而且一体式安装调试精度要求较高。
技术实现思路
本技术的目的在于，提出一种激光干涉探头，可实现单波长或双波长的位移测量和角度抖动状态检测，测量精度高，而且结构简单、尺寸小巧、成本低廉。 为达到上述目的，本技术提供的技术方案为:一种激光干涉探头，包括耦合单元、两路干涉光探测器和干涉单元，所述干涉单元包括一具有NPBS膜的双斜方棱镜和探测反射面；所述双斜方棱镜的粘合面镀NPBS膜面，与该NPBS膜面平行的两侧面均为高反射面，两高反射面之间的侧面分别为入射面和出射面；所述耦合单元包括至少三个端口，端口一为入射端，端口二通过一准直器与双斜方棱镜的入射面连接；端口三与第二干涉光探测器连接；所述第一干涉光探测器设于双斜方棱镜入射面下方的干涉光出射面上；入射光经耦合单元的的端口一入射之后，由端口二输出并经准直器准直入射到双斜方棱镜的NPBS膜面，经NPBS膜面分成透射光和反射光，分别入射到探测反射面后反射回NPBS膜面分成两路干涉光，一路沿准直器返回耦合单元并经端口三入射到第二干涉光探测器，一路直接入射到第一干涉光探测器。 进一步的，所述探测反射面为一平面反射镜或一角锥棱镜，或者是一平面反射镜与一角锥棱镜的组合。 进一步的，所述平面反射镜和角锥棱镜位置固定或可移动。 进一步的，所述准直器通过一球关节结构与双斜方棱镜连接。 进一步的，所述准直器、双斜方棱镜和第一干涉光探测器粘接于一平板上，通过平板的固定孔锁定安装。 进一步的，所述耦合单元为一三端口环行器。 进一步的，所述耦合单元为一四端口耦合器，该四端口耦合器包括一对具有光分束片的双光纤准直器，端口一为入射端，端口二通过一准直器与双斜方棱镜的入射面连接；端口三与第二干涉光探测器连接，端口四与一入射光监视器连接。 进一步的，所述入射光监视器、第一干涉光探测器和第二干涉光探测器均为H)。 本技术的有益效果为:通过采用具有NPBS膜的双斜方棱镜和球关节结构，减少光学元件的使用，降低了调试难度，而且结构紧凑，加工简单，尺寸小巧、成本低廉；可实现单波长或双波长的位移测量和角度抖动状态检测，测量精度高。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术激光干涉探头实施例一结构示意图； 图2为本技术激光干涉探头实施例二结构示意图； 图3为本技术激光干涉探头实施例三结构示意图； 图4为本技术激光干涉探头实施例四结构示意图； 图5为本技术干涉单元安装结构示意图。 附图标示:10、耦合单元；11、端口一 ；12、端口二 ；13、端口三；14、端口四；20、干涉单元；21、双斜方棱镜；211、NPBS膜面；212、高反射面；22、准直器；23、球关节结构；24、平板；241、固定孔；25、平面反射镜；26、角锥棱镜；31、第一干涉光探测器；32、第二干涉光探测器；40、入射光监视器。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】，对本技术做进一步说明。 本技术的激光干涉探头采用具有NPBS膜的双斜方棱镜和球关节结构，减少光学元件的使用，降低了调试难度，而且结构紧凑，加工简单，尺寸小巧、成本低廉；可实现单波长或双波长的位移测量和角度抖动状态检测，测量精度高。具体的，本技术的激光干涉探头，包括耦合单元10、两路干涉光探测器31、32和干涉单元20。其中，干涉单元20包括一具有NPBS膜面211的双斜方棱镜21和探测反射面；该双斜方棱镜21的粘合面镀NPBS膜面211，与该NPBS膜面211平行的两侧面均为高反射面212，两高反射面212之间的侧面分别为入射面和出射面。耦合单元10包括至少三个端口，端口一 11为入射端，端口二12通过一准直器22与双斜方棱镜21的入射面连接；端口三13与第二干涉光探测器32连接；第一干涉光探测器31设于双斜方棱镜21入射面下方的干涉光出射面上。 如图1所示的实施例一，本实施例中耦合单元10采用的是一三端口环行器，探测反射面为一平面反射镜25，准直器22通过一球关节结构23与双斜方棱镜21连接，使得组装调试更加简便。其中，准直器22、双斜方棱镜21和第一干涉光探测器31粘接于一平板24上，通过平板24的固定孔241锁定安装于探测反射面前面，如图5所示。探测激光器发出的单波长或双波长激光由环行器的端口一 11入射后，经端口二 12入射到准直器22上，由准直器22准直后入射到双斜方棱镜21的NPBS膜面211上，被半透半反射分成第一透射光束Tl和第一反射光束Rl。第一透射光束Tl垂直入射到平面反射镜25上，经平面反射镜25反射后沿原路返回到NPBS膜面211上，又分为第二透射光束Tl 12和第二反射光束Tlll ;而第一反射光Rl束则经双斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光干涉探头，包括耦合单元、两路干涉光探测器和干涉单元，其特征在于：所述干涉单元包括一具有NPBS膜的双斜方棱镜和探测反射面；所述双斜方棱镜的粘合面镀NPBS膜，与该NPBS膜面平行的两侧面均为高反射面，两高反射面之间的侧面分别为入射面和出射面；所述耦合单元包括至少三个端口，端口一为入射端，端口二通过一准直器与双斜方棱镜的入射面连接；端口三与第二干涉光探测器连接；所述第一干涉光探测器设于双斜方棱镜入射面下方的干涉光出射面上；入射光经耦合单元的端口一入射之后，由端口二输出并经准直器准直入射到双斜方棱镜的NPBS膜面，经NPBS膜面分成透射光和反射光,分别入射到探测反射面后反射回NPBS膜面分成两路干涉光，一路沿准直器返回耦合单元并经端口三入射到第二干涉光探测器，一路直接入射到第一干涉光探测器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴砺，林磊，张建英，代会娜，
申请(专利权)人：福州高意光学有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35