基于双光栅的双向Littrow二自由度光栅干涉测量装置制造方法及图纸

技术编号:40076796 阅读:24 留言:0更新日期:2024-01-17 01:31
本发明专利技术涉及光栅干涉测量技术领域,尤其涉及一种基于双光栅的双向Littrow二自由度光栅干涉测量装置,其中采用透射二维光栅和反射二维光栅进行系统搭建,利用光源发出的双频激光经特定栅距的透射二维光栅后形成的分别形成X、Y方向的四束以Littrow角入射至反射二维光栅,经反射二维光栅衍射的四束光将会沿着入射方向原路返回至透射二维光栅,四束光在不同方向上的不同级次透射光会形成携带位移信息的稳定干涉信号并被探测器接收。本发明专利技术提供的测量装置仅需采用两块衍射光栅进行系统搭建,避免使用过多光学元件而引入的周期非线性误差,大幅度降低角度公差的敏感度,同时使装置做到集成化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光栅干涉测量,尤其涉及一种基于双光栅的双向littrow二自由度光栅干涉测量装置。


技术介绍

1、现阶段高精度位移测量技术主要包括激光干涉测量法和光栅干涉测量法。其中,激光干涉测量法的测量基准为激光波长,其缺点是对空气折射率较为敏感、外界环境条件要求严格,在短行程下易获得高精度,但随着测量行程的逐渐增大,温度、湿度和气压等测量环境的微小变化都将严重影响测量结果的准确性,米级以上行程的测量误差甚至高达几百纳米,用激光干涉仪实现高精度测量需要高级别的环境控制系统。

2、而光栅干涉测量法的测量基准为光栅栅距,光栅基底可选用零膨胀材料,相比于波长,外界环境对刻槽的影响甚微,其测量精度几乎不受行程增大的影响,不需要严格进行恒温、恒压、恒湿等环境控制,极大的降低了测量系统对环境的要求。鉴于以上优势,光栅干涉位移测量设备在高档数控机床、航空航天领域有迫切的应用需求。

3、目前光栅干涉式二自由度测量系统中使用偏振光学元件展开光路的构建,这样会造成两个方面的问题:首先偏振分束棱镜或者波片的使用会给光路带来不可消除的周期非线性误差,这会制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双光栅的双向Littrow二自由度光栅干涉测量装置,其特征在于,包括光源、透射二维光栅、反射二维光栅、X向四分之一波片、Y向四分之一波片、第一光学系统、第二光学系统、第三光学系统以及第四光学系统;其中,所述光源为双频激光器,用于产生频率分别为f1、f2且偏振态相互垂直的X向测量激光和Y向测量激光;

2.根据权利要求1所述的基于双光栅的双向Littrow二自由度光栅干涉测量装置,其特征在于,根据下式得到所述反射二维光栅在X方向位移引起的相位变化为:

3.根据权利要求2所述的基于双光栅的双向Littrow二自由度光栅干涉测量装置,其特征在于,所述Y向测量激...

【技术特征摘要】

1.一种基于双光栅的双向littrow二自由度光栅干涉测量装置,其特征在于,包括光源、透射二维光栅、反射二维光栅、x向四分之一波片、y向四分之一波片、第一光学系统、第二光学系统、第三光学系统以及第四光学系统;其中,所述光源为双频激光器,用于产生频率分别为f1、f2且偏振态相互垂直的x向测量激光和y向测量激光;

2.根据权利要求1所述的基于双光栅的双向littrow二自由度光栅干涉测量装置,其特征在于,根据下式得到所述反射二维光栅在x方向位移引起的相位变化为:

3.根据权利要求2所述的基于双光栅的双向littrow二自由度光栅干涉测量装置,其特征在于,所述y向测量激光经过所...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙宇佳周文渊李文昊刘兆武滕海瑞刘林
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:

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