基于对称式变间距光栅倍频式读数系统的微位移测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于对称式变间距光栅倍频式读数系统的微位移测量装置，解决了现有光路下等间距光栅无法满足某些特殊情况下对于球差，畸变等要求的问题，解决了在原有变间距光栅在原有普通光路的测量精度上实现加倍，包括：光源，析光镜，对称式变间距光栅、透镜，反射镜，限光狭缝，光电探测器。光源发出单色平面波经析光镜入射到透镜(3)上，调整为平行光经过光栅(4)。平行光经过透镜(5)聚焦在反光镜(6)上的m点处，经反光镜(6)反射，再经透镜(5)，调整为平行光，入射到光栅上(4)上，形成干涉。干涉光经透镜(3)、析光镜(2)和限光狭缝(7)聚焦到光电探测器(8)上。本发明专利技术在实际应用中，光路设计简便，体积较小，符合实际应用情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型结构位移检测装置，尤其涉及一种对称式变间距光栅读数结构
技术介绍
目前用光栅检测，有着结构简便，数据处理简单的特点。因此，利用光栅进行位移检测在各个行业有着广泛的应用。在微位移领域内，检测的分辨能力对整个装置的性能有着决定性的影响。较为常见的光栅，一般为等间距的，无法满足一些特殊情况下对球差，畸变等要求。
技术实现思路
本专利技术旨在专利技术一种结构较为简单，能够满足特殊情况的变间距光栅的倍频式读数系统。该系统具有较为简便的结构特征，并且分辨率在原有的基础上实现加倍。该装置包括光源(1)，析光镜(2)，对称式变间距光栅(4)、透镜(3)、(5)，反射镜(6)，限光狭缝(7)，光电探测器(8)。光源发出单色平面波经析光镜入射到透镜(3)上，调整为平行光经过光栅(4)。平行光经过透镜(5)聚焦在反光镜(6)上的m点处，经反光镜(6)反射，再经透镜(5)，调整为平行光，入射到光栅上(4)上，形成干涉。干涉光经透镜(3)、析光镜(2)和限光狭缝(7)聚焦到光电探测器(8)上。采用一种新型的对称式变间距光栅，光栅以中间刻槽为对称线，两侧按照等差数列变化，可以得到位移与光栅光强变化周期的对应关系。本专利技术有益效果：光路结构较为简便，分辨率在原有基础上实现加倍加倍，变间距对称式光栅相对于普通光栅可以满足某些特殊情况下对球差畸变的要求。附图说明图1、对称式变间距光栅光路示意图图2、对称式变间距光栅示意图图3、对称式变间距光栅透过率示意图具体实施方式如图1所示，光源发出单色平面波经析光镜入射到透镜(3)上，调整为平行光经过光栅(4)。平行光经过透镜(5)聚焦在反光镜(6)上的m点处，经反光镜(6)反射，再经透镜(5)，调整为平行光，入射到光栅上(4)上，形成干涉。干涉光经透镜(3)、析光镜(2)和限光狭缝(7)聚焦到光电探测器(8)上。由探测器(8)输出信号。如图2所示，光栅以中间光栅以中间刻槽为对称线，两侧按照对差数列变化。一个周期P0为mP1(P1＞0，m为正整数)的光栅G1的振幅透过率g(x0)在一个周期内可表示为：用傅里叶级数表示为设A＝1，将代入公式中得如图3所示的周期函数g1(x0)，周期可视为在原有的2，4，5…级光栅缺失的情况下，位移为qP1的m个g(x0)的叠加，用傅里叶级数可表示为(q=0,1,3,6...a(a-1)2...m-1;a=1,2,3...;m=a(a-1)2;n=1,2,3...)]]>设另一个周期P′的Ronchi光栅G2，栅线方向与Y轴有一个小的夹角θ，其振幅透过率当P’＝mP1＝P0，G1与G2的叠加时其强度透过率I＝|g1(x)|2|g2(x，y)|2.为了方便，忽略高次项，有根据所设计的光路图1所示，光栅与其镜像发生相应的干涉。因此，θ＝0。式中，第一项为高频项。将m＝1，θ＝0，q＝0代入公式中，忽略掉高次项，得从而实现了整个测量的精度加倍。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此。任何熟悉本领域的技术人员在专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案和专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于对称式变间距光栅倍频式读数系统的微位移测量装置，包括光源，析光镜，对称式变间距光栅、透镜，反射镜，限光狭缝，光电探测器，光源发出单色平面波经析光镜入射到透镜(3)上，调整为平行光经过光栅(4)，平行光经过透镜(5)聚焦在反光镜(6)上的m点处，经反光镜(6)反射，再经透镜(5)，调整为平行光，入射到光栅上(4)上，形成干涉，干涉光经透镜(3)、析光镜(2)和限光狭缝(7)聚焦到光电探测器(8)上。

【技术特征摘要】
1.基于对称式变间距光栅倍频式读数系统的微位移测量装置，包括光源，析光镜，对称式变间距光栅、透镜，反射镜，限光狭缝，光电探测器，光源发出单色平面波经析光镜入射到透镜(3)上，调整为平行光经过光栅(4)，平行光经过透镜(5)聚焦在反光镜(6)上的m点处，经反光镜(6)反射，再经透镜(5)，调整为平行光，入射到光栅上(4)上，形成干涉，干涉光经透镜(3)、析光镜(2)和限光狭缝(7)聚焦到光电探测器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼俊，王倩，朱民，黄杰，沈为民，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33