二自由度外差光栅干涉仪制造技术

本发明专利技术公开一种二自由度外差光栅干涉仪，包括：输入单模光纤(1)，用于将参考光和测量光传输至干涉仪镜组；干涉仪镜组，包括分光镜组、偏振分光棱镜(11)、楔形镜片(6)、四分之一波片(5)、梯形棱镜(4)、偏振片组(8)，在梯形棱镜(4)的顶部设置有反射层，参考光和测量光经所述干涉仪镜组输出为测量干涉信号和参考干涉信号；输出多模光纤(9)，将测量干涉信号和参考干涉信号耦合输出为光信号，其中，输出多模光纤(9)的接收面、四分之一波片(5)、偏振片组中至少一个与光束传输平面具有锐角倾斜角。本发明专利技术通过偏振片、四分之一波片和输出光纤的接收面相对于光束传输平面倾斜，能抑制由鬼影反射光引起的周期非线性误差。的周期非线性误差。的周期非线性误差。

【技术实现步骤摘要】
二自由度外差光栅干涉仪


[0001]本专利技术涉及光栅测量
，具体地说，涉及一种二自由度外差光栅干涉仪。

技术介绍

[0002]由于半导体加工技术的提高，对加工和测量系统的定位精度和测量精度也就相应的提高，特别是光刻机等高端超精密仪器产业中，对测量精度要求甚至已经达到了亚纳米级，这也使得外差干涉测量技术正在向高加速度、高测速、亚纳米精度的方向发展。影响亚纳米精度的因素众多，其中几纳米甚至十几纳米的周期非线性误差是限制亚纳米精度发展的关键因素之一。
[0003]在理想的外差干涉仪中，激光光源包含两个不同频率的正交线偏振光，且参考臂光路和测量臂光路中均只存在单一频率分量，干涉测量信号为理想的正弦信号，其相位变化与被测位移成线性关系。而在实际应用时，外差激光干涉仪中两个不同频率的光无法被完全分离，导致参考臂光路和测量臂光路出现光学混叠，使相位差与被测位移偏离线性关系，从而引入测量误差。该误差是周期性的非线性误差，称为周期非线性误差，其幅值一般为几纳米，有时甚至可达十几纳米，严重限制了外差激光干涉仪测量精度的进一步提高。周期非线性误差的根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二自由度外差光栅干涉仪，其特征在于，包括：输入单模光纤(1)，用于将参考光和测量光传输至干涉仪镜组；干涉仪镜组，包括分光镜组、偏振分光棱镜(11)、楔形镜片(6)、四分之一波片(5)、梯形棱镜(4)、偏振片组(8)，在所述梯形棱镜(4)的顶部设置有反射层，所述参考光和测量光经所述干涉仪镜组输出为测量干涉信号和参考干涉信号；输出多模光纤(9)，将测量干涉信号和参考干涉信号耦合输出为光信号，其中，所述输出多模光纤(9)的接收面、所述四分之一波片(5)、所述偏振片组中至少一个与光束传输平面具有锐角倾斜角。2.根据权利要求1所述的二自由度外差光栅干涉仪，其特征在于，其中，参考光通过对应的输入单模光纤(1)经分光镜组分成三路，通过偏振分光棱镜(11)反射后作为三路干涉信号的参考光，测量光通过对应的输入单模光纤(1)经分光镜组分成三路，经偏振分光棱镜(11)反射后，依次穿过楔形镜片(6)、四分之一波片(5)、梯形棱镜(4)入射至测量光栅方向，其中两路测量光被梯形棱镜(4)折射至测量光栅衍射后，返回并透过偏振分光棱镜(11)与所述三路干涉信号的参考光中的两路形成测量干涉信号，另一路测量光被所述反射层反射返回并透过偏振分光棱镜(11)与所述三路干涉信号的参考光中另一路形成参考干涉信号，测量干涉信号、参考干涉信号进入输出多模光纤(9)，所述两路测量干涉信号和一路参考干涉信号经所述多模光纤(9)耦合接收并输出三路光信号。3.根据权利要求1所述的二自由度外差光栅干涉仪，其特征在于，所述输入单模光纤、所述分光镜组都为两个，所述楔形镜片(6)、四分之一波片(5)、梯形棱镜(4)依次由近及远的设置在分光镜组的远离输出多模光纤的一侧，偏振片组(8)设置在分光镜组的靠向输出多模光纤(9)的一侧，所述偏振分光棱镜(11)设置在两个分光镜组之间，且位于偏振片组(8)和楔形镜片(6)之间，每一分光镜组都包括依次布置的两个分光棱镜和一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊杰，朱煜，叶伟楠，左征荣，张鸣，成荣，郭子文，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：