一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器制造技术

本发明专利技术属于角度测量传感器技术领域，具体涉及一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，包括激光器、准直扩束器、上层圆孔点阵二维光栅、挡光环、下层圆孔点阵二维光栅、探测器，所述挡光环与下层圆孔点阵二维光栅通过螺纹连接，所述下层圆孔点阵二维光栅通过组合装配不同直径的挡光环来改变光栅有效光学孔径，所述下层圆孔点阵二维光栅与探测器固定连接，所述下层圆孔点阵二维光栅与探测器共同固定在待测物体表面。本发明专利技术通过设置不同半径挡光环组合，选取下层圆孔点阵二维光栅不同级次圆孔通光，可以实现分辨率调谐，以满足不同场景应用需求。足不同场景应用需求。足不同场景应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器


[0001]本专利技术属于角度测量传感器
，具体涉及一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器。

技术介绍

[0002]角位移的精确测量在现代控制系统及自动化系统中起着至关重要的作用，被广泛应用于数控机床、电梯、航空器等设备产品中。目前，角度传感技术主要包括机械式、电磁式、光电式等。其中，由于具有灵敏度高、免疫电磁干扰等优点，基于光栅结构的光学角度检测法受到广泛的关注与持续研究。传统光栅式角度检测技术主要利用莫尔条纹效应，通过光电探测器检测双层光栅莫尔条纹移动量，分析光栅间位置关系变化情况。但是，上述方法存在以下问题：1.光栅刻蚀周期为10
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100微米量级，使得实现高灵敏度需要较大光栅面积，不利于集成化应用；2.灵敏度不可调，无法同时满足多种应用场景需求。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术不利于集成化应用、灵敏度不可调的技术问题，本专利技术提供了一种灵敏度可调、角度传感分辨率高、集成化程度高的基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，其特征在于：包括激光器(1)、准直扩束器(2)、上层圆孔点阵二维光栅(3)、挡光环(4)、下层圆孔点阵二维光栅(5)、探测器(6)，所述激光器(1)的光路方向上依次设置有准直扩束器(2)、上层圆孔点阵二维光栅(3)、挡光环(4)、下层圆孔点阵二维光栅(5)、探测器(6)，所述挡光环(4)与下层圆孔点阵二维光栅(5)通过螺纹连接，所述下层圆孔点阵二维光栅(5)通过组合装配不同直径的挡光环(4)来改变光栅有效光学孔径，所述下层圆孔点阵二维光栅(5)与探测器(6)固定连接，所述下层圆孔点阵二维光栅(5)与探测器(6)共同固定在待测物体表面。2.根据权利要求1所述的一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，其特征在于：所述激光器(1)的中心波长范围为380nm
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2μm，所述激光器(1)的中心波长小于等于2倍光栅周期，所述激光器(1)的中心波长半高宽小于等于10nm。3.根据权利要求1所述的一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，其特征在于：所述上层圆孔点阵二维光栅(3)与下层圆孔点阵二维光栅(5)均采用中心对称圆孔阵列结构，所述中心对称圆孔阵列结构为N边对称圆孔阵列，所述N为大于等于6的整数。4.根据权利要求1所述的一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，其特征在于：所述上层圆孔点阵二维光栅(3)与下层圆孔点阵二维光栅(5)均采用Al或Fe，所述上层圆孔点阵二维光栅(3)与下层圆孔点阵二维光栅(5)的光栅厚度范围均为100nm
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1μm，所述上层圆孔点阵二维光栅(3)与下层圆孔点阵二维光栅(5)的光栅圆孔直径范围均为1
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10μm。5.根据权利要求1所述的一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，其特征在于：所述挡光环(4)采用不同半径的挡光环组合选取不同的通光环形区域，实现灵敏度可调，所述挡光环(4)的宽度为一个光栅周期，相邻的所述挡光环(4)之间的直径相差一个光栅周期。6.根据权利要求1所述的一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛晨光，马霄琛，李孟委，金丽，杨志涌，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：