A straightness measurement system based on the principle of grating interference includes a semiconductor laser, a first polarization beam splitting prism, a laser Doppler interference unit and a laser Michelson interference unit; the first polarization beam splitting prism is located at the transmitting end of the semiconductor laser to divide the beam into S polarization component and p polarization component; the laser Doppler interference unit receives p polarization component for acquisition The laser Michelson interference unit receives the S polarization component, which is used to collect four interference signals with the phase difference of 90 \u00b0 for measuring the angle straightness error. The system of the utility model not only has high precision, but also simplifies the system structure and detection process, and can provide complete straightness information.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光栅干涉原理的直线度测量系统
本技术涉及以光学技术为基础的精密测量方法领域,特别是一种基于光栅干涉原理的直线度测量系统。
技术介绍
直线度误差分为线性直线度误差和角度直线度误差,是线性位移平台必须得到精密测量与严格控制的基本几何公差之一,也是表征其性能的重要几何参数。在精密加工领域,线性位移平台的稳定性、动态性和精度至关重要,它们是提高产品生产率和可靠性的基础。位移平台在工作时难免存在直线度误差,而为了达到理想的补偿效果,首先必须有一种高精度、高分辨率以及高稳定性的误差检测方法。因此,一种完备直线度测量方法的设计有着非常实际的意义和广泛的用途。据查阅相关文献,传统的位移平台直线度测量方法大致包含以下几类:第一类是水平仪测量法,将水平仪放置于待测平台上,记录并分析位移平台工作时,水平仪气泡的移动情况;第二类是自准直仪测量法,利用光学的自准直原理,通过记录反射光线焦点的偏离中心位移情况,换算出位移平台的角度偏转;第三类是激光干涉仪测量法,同上述两种直线度测量方法相比,其最主要的优点就是测量距离长、速度快、精度高,但其体积往往比较大,且对工作环境的要求极为严格,外部环境的变化会使得测量结果不稳定。针对现存的直线度测量方法,它们的系统结构往往略显复杂、体积臃肿、数据采集与处理难度较大、分辨率不高,难以实现高精度测量。不仅如此,市面上的仪器还存在着一个共同的缺点,那就是它们往往只能提供线性位移平台的角度直线度误差信息,然而国家标准规定的却是线性直线度误差。因此,检测完成后还必须将传统测量仪器给出的角度误差信息换算成线性误差信息,这便增加了额外的工作量。技术内 ...
【技术保护点】
1.一种基于光栅干涉原理的直线度测量系统,包括半导体激光器,其特征在于:还包括第一偏振分光棱镜、激光多普勒干涉单元和激光迈克尔逊干涉单元;该第一偏振分光棱镜位于半导体激光器的发射端以将光束分成S偏振分量和P偏振分量;该激光多普勒干涉单元接收P偏振分量,用于采集四路相位差为90°的干涉信号以供测量线性直线度误差;该激光迈克尔逊干涉单元接收S偏振分量,用于采集四路相位差为90°的干涉信号以供测量角度直线度误差。
【技术特征摘要】
1.一种基于光栅干涉原理的直线度测量系统,包括半导体激光器,其特征在于:还包括第一偏振分光棱镜、激光多普勒干涉单元和激光迈克尔逊干涉单元;该第一偏振分光棱镜位于半导体激光器的发射端以将光束分成S偏振分量和P偏振分量;该激光多普勒干涉单元接收P偏振分量,用于采集四路相位差为90°的干涉信号以供测量线性直线度误差;该激光迈克尔逊干涉单元接收S偏振分量,用于采集四路相位差为90°的干涉信号以供测量角度直线度误差。2.如权利要求1所述的一种基于光栅干涉原理的直线度测量系统,其特征在于:所述激光多普勒干涉单元包括第一四分之一波片、光路调节器、衍射光栅、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜、半波片、第四平面反射镜、第四偏振分光棱镜、第二四分之一波片和第一鉴相模块;该第一四分之一波片用于将P偏振分量变成圆偏振光,该光路调节器用于将圆偏振光垂直入射至衍射光栅;该衍射光栅与平台相对固定,且将圆偏振光衍射成+1级衍射光和-1级衍射光,-1级衍射光经第三平面反射镜反射后经第三偏振分光棱镜、半波片进入第四偏振分光棱镜,+1级衍射光经第二偏振分光棱镜、第四平面反射镜进入第四偏振分光棱镜,经第四偏振分光棱镜聚集,再经第二四分之一波片变成两束旋向相反的圆偏振光;该第一鉴相模块采集该两束圆偏振光得到所述干涉信号。3.如权利要求2所述的一种基于光栅干...
【专利技术属性】
技术研发人员:叶瑞芳,程方,苏杭,崔长彩,余卿,王寅,
申请(专利权)人:华侨大学,
类型:新型
国别省市:福建,35
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