The utility model discloses a nanometer measuring device based on the polarization detection technique of synthesized interference signals. The utility model is composed of two parts: a laser interference unit and a polarization detection unit. A polarization element is added to the laser interferometer element on the basis of the single frequency Michelson interferometer to realize the polarization state transition of the laser. Polarization detection unit adopts polarization measurement system based on electro-optic liquid crystal phase modulation. The polarization detection unit can measure the outgoing optical Stokes vector of the laser interference unit, and obtain the ellipticity, angle, epsilon and azimuth angle of the polarized light from the Stokes vector. The azimuth theta is linearly related to the displacement delta X of the moving mirror, thus high resolution displacement subdivision can be obtained, and there is no limit on the range of measurement. The device adopts the photoelectric phase modulation to measure the polarization state of the laser, avoids the mechanical error of the commonly used rotating wave plate method, and has the advantages of fast measuring speed, large measuring range, high measuring precision, simple light path, etc..
【技术实现步骤摘要】
一种基于合成干涉信号偏振态检测技术的纳米测量装置
本技术涉及精密测量
,特别是涉及一种基于合成干涉信号偏振态检测技术的纳米测量装置。
技术介绍
纳米位移测量技术是高档数控机床、极大规模集成电路、大面积扫描探针显微镜等超精密高端制造装备的核心技术和关键功能部件,是实现高端制造、半导体、生物医学等领域纳米制造的保证。目前主要的纳米测量方法有扫描隧道显微镜、光栅传感器和激光干涉仪等,这几种方法都能达到亚纳米级分辨率。扫描隧道显微镜测量范围仅为微米量程且存在米溯源问题,光栅传感器光学元件安放困难。激光干涉仪可实现大量程纳米测量、抗干扰能力强,是目前广泛使用的纳米测量方法,激光干涉仪是通过对位移引起的条纹移动的处理来实现位移测量,因此干涉条纹的细分方法和细分精度影响激光干涉仪的测量精度和测量分辨率,另外光学偏振混叠引起的光学非线性误差也限制了激光干涉仪的有效分辨率。申请公布号CN103075969A公布了一种差动式激光干涉纳米位移测量方法及装置,该测量方法采用单频干涉和差动原理。但是该方法的测量过程是一个还原过程,实时性测量受到限制。申请公布号CN104697438A公布了一种移动补偿式角反射镜激光干涉仪及使用方法,该干涉仪通过设置可移动微动平台来获得干涉过程中干涉波的小数部分以提高精度,但是其未考虑光学非线性误差对测量精度的影响。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足,本技术提供了一种基于合成干涉信号偏振态检测技术的纳米测量装置。本技术所采用的技术专利技术如下:本技术由激光源、偏振片、λ/2波片、第一偏振分光镜、第一λ/4波片、固定镜、第二λ/4波片、移动镜、 ...
【技术保护点】
一种基于合成干涉信号偏振态检测技术的纳米测量装置,其特征在于该装置由激光源、偏振片、λ/2波片、第一偏振分光镜、第一λ/4波片、固定镜、第二λ/4波片、移动镜、第三λ/4波片、第一液晶调制器、第二液晶调制器、第二偏振分光镜、第一光电探测器、第二光电探测器组成,上述各部分的连接关系如下:激光源出射线性偏正光器偏振角为45°,可由偏振片和λ/2波片调整得到,该偏振光经第一偏振分光镜被分成两束:即P偏振光和S偏振光,P偏振光经过第一λ/4波片后变成圆偏振光被发送至固定镜,S偏振光经第二λ/4波片后变成圆偏振光被发送至移动镜,P偏振光经过固定镜反射后通过第一λ/4波片和第一偏振分光镜成为圆偏振光,S偏振光经过移动镜反射后通过第二λ/4波片和第一偏振分光镜成为圆偏振光,两个圆偏振光经第三λ/4波片成为线性偏振光,该线性偏振光经过第一液晶调制器、第二液晶调制器后,通过第二偏振分光镜被分成两束正交的线偏振光P光和S光,由第一光电探测器和第二光电探测器探测其光强I
【技术特征摘要】
1.一种基于合成干涉信号偏振态检测技术的纳米测量装置,其特征在于该装置由激光源、偏振片、λ/2波片、第一偏振分光镜、第一λ/4波片、固定镜、第二λ/4波片、移动镜、第三λ/4波片、第一液晶调制器、第二液晶调制器、第二偏振分光镜、第一光电探测器、第二光电探测器组成,上述各部分的连接关系如下:激光源出射线性偏正光器偏振角为45°,可由偏振片和λ/2波片调整得到,该偏振光经第一偏振分光镜被分成两束:即P偏振光和S偏振光,P偏振光经过第一λ/4波片后变成圆偏振光被发送至固定镜,S偏振光经第二λ/4...
【专利技术属性】
技术研发人员:金玮,许素安,黄艳岩,李青,王桂荣,
申请(专利权)人:中国计量大学,
类型:新型
国别省市:浙江,33
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