The invention discloses a long travel and high precision measurement of the grating displacement measurement system, including: three high line density grating, the three line high density grating is the shape of the layout form of measuring grating, the right end of the high line density grating is located on the side of the bearing on the left is located on the left side the high line density grating, the right end bearing is located on the right side of the high density grating reticle left, and each of the two overlapping part of the high groove density grating, groove and groove corresponding to the corresponding ridge and the ridge. The invention is a small volume, easy to install, and can be used for the workbench displacement measurement in the field of precision processing, which can greatly reduce the control cost to the environment and improve the system performance.
【技术实现步骤摘要】
长行程、高精度测量的光栅位移测量系统
本专利技术涉及基于衍射光栅的位移测量系统,特别涉及用于精密加工领域工作台位移测量的高精度大行程光栅位移测量系统。
技术介绍
精密位移测量技术在半导体加工、精密机械制造、大尺寸衍射光栅制造以及生物医学等领域起着非常重要的作用。并且在这些领域所需要的精密位移测量技术其特点是测量量程大,可达米级尺寸;测量分辨率和精度高,可达纳米和亚纳米精度。比如利用扫描干涉曝光技术制造米级尺寸衍射光栅,要求工作台步进距离测量精度配合相位锁定精度在几个纳米。由于大量程和高分辨率和精度同时满足是非常困难的,这就为精密位移测量技术提出了非常高的要求。目前在很多精密加工领域所采用的测量系统基本都为双频激光干涉仪,但双频激光干涉仪环境敏感性高,测量重复性较差,而且价格昂贵,因此要保证其高精度测量成本比较大。光栅位移测量系统以光栅栅距为测量基准,受环境制约小,测量重复性好,并且能够实现高精度测量,但是其量程受制于测量光栅的尺寸,对于需要米级范围运动的工作台来说,一般的光栅位移测量系统不能够满足要求。针对上述问题,一些研究机构做了相关工作,例如日本尼康公司为解决光栅位移测量系统量程问题,该公司采用多个读数头在同一块光栅上切换的方式对位移进行测量,实现量程的增大。采用多读数头的方式使系统体积较大,并且安装较为困难,由于读数头较多,光源的能量也会降低很多,并且每一个读数头都需要一套接收系统,对后期数据处理带来很大压力。
技术实现思路
考虑到上述技术的局限,本专利技术寻求涉及用于精密加工领域工作台位移测量的高精度大行程光栅位移测量系统。本专利技术提供的技术方案是, ...
【技术保护点】
一种长行程、高精度测量的光栅位移测量系统,其特征在于,包括:三个高刻线密度光栅,所述高刻线密度光栅呈“品”字形布设形成测量光栅,位于上侧的所述高刻线密度光栅的左端承载于位于左侧的所述高刻线密度光栅的右端,右端承载于位于右侧的所述高刻线密度光栅的左端,且每两个所述高刻线密度光栅的重叠部分中,槽与槽相对应,脊与脊相对应。
【技术特征摘要】
1.一种长行程、高精度测量的光栅位移测量系统,其特征在于,包括:三个高刻线密度光栅,所述高刻线密度光栅呈“品”字形布设形成测量光栅,位于上侧的所述高刻线密度光栅的左端承载于位于左侧的所述高刻线密度光栅的右端,右端承载于位于右侧的所述高刻线密度光栅的左端,且每两个所述高刻线密度光栅的重叠部分中,槽与槽相对应,脊与脊相对应。2.如权利要求1所述的长行程、高精度测量的光栅位移测量系统,其特征在于,所述三个高刻线密度光栅是三个相同的高刻线密度光栅。3.如权利要求1或2所述的长行程、高精度测量的光栅位移测量系统,其特征在于,还包括读数头,所述读数头的正交偏振的双频激光在所述读数头内部经过处理后,变为右旋圆偏振光及左旋圆偏振光,并以利特罗角入射到所述测量光栅,当测量光栅沿光栅矢量方向移动时,携带位移信息的衍射光按原路返回,并经两个接收器接收。4.如权利要求3所述的长行程、高精度测量的光栅位移测量系统,其特征在于,所述读数头包括双频激光器、分束棱镜、90°折转镜、两偏振分光棱镜、四个四分之一波片,两平面反射镜、两接收器...
【专利技术属性】
技术研发人员:李文昊,吕强,巴音贺希格,宋莹,刘兆武,王玮,
申请(专利权)人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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