一种外差光栅干涉仪位移测量系统技术方案

一种外差光栅干涉仪位移测量系统，包括读数头、测量光栅、电子信号处理部件，该测量系统基于光栅衍射、光学多普勒效应和光学拍频原理实现位移测量。读数头包括双频激发生器、干涉仪、信号转换单元，双频激光发生器出射双频激光经偏振分光镜分为参考光和测量光，测量光入射至测量光栅处产生正负一级衍射，衍射光与参考光在光电探测单元处形成包含两个方向位移信息的拍频信号，经信号处理实现线性位移输出。该测量系统能够实现亚纳米甚至更高分辨率及精度，且能够同时测量水平向大行程位移和垂向位移。该测量系统具有对环境不敏感、测量精度高、体积小、质量轻等优点，作为光刻机超精密工件台位置测量系统可提升工件台综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光栅测量系统，特别涉及一种外差光栅干涉仪测量系统。
技术介绍
光栅测量系统作为一种典型的位移传感器广泛应用于众多机电设备。光栅测量系统的测量原理主要基于莫尔条纹原理和衍射干涉原理。基于莫尔条纹原理的光栅测量系统作为一种发展成熟的位移传感器以其高分辨率、高精度、成本低、易于装调等众多优点成为众多机电设备位移测量的首选。半导体制造装备中的光刻机是半导体芯片制作中的关键设备。超精密工件台是光刻机的核心子系统，用于承载掩模板和硅片完成高速超精密步进扫描运动。超精密工件台以其闻速、闻加速、大行程、超精密、多自由度等运动特点成为超精密运动系统中最具代表性的一类系统。为实现上述运动，超精密工件台通常采用双频激光干涉仪测量系统测量超精密工件台多自由度位移。然而随着测量精度、测量距离、测量速度等运动指标的不断提高，双频激光干涉仪以环境敏感性、测量速度难以提高、占用空间、价格昂贵、测量目标工件台难以设计制造控制等一系列问题难以满足测量需求。针对上述问题，世界上超精密测量领域的各大公司及研究机构展开了一系列的研究，研究主要集中于基于衍射干涉原理的光栅测量系统，研究成果在诸多专利论文中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外差光栅干涉仪位移测量系统，特征在于：包括读数头（1）、测量光栅（2）和电子信号处理部件（3）；所述的读数头（1）包括双频激光发生器（11）、干涉仪（12）、参考信号光电转换单元（13）和测量信号光电转换单元（14）；所述双频激光发生器（11）包括激光管（111）、第一偏振分光镜（112）、声光调制器、反射镜、偏振片和分光镜（113）；所述干涉仪（12）包括第二偏振分光镜（121）、波片、折光元件（123）、反射器（124）；所述的激光管（111）出射的激光准直后经第一偏振分光镜（112）后出射两束偏振方向垂直、传播方向垂直的光束，两束光束经两个声光调制器分别产生两束频率不同一级衍射光，两...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸣，朱煜，王磊杰，胡金春，陈龙敏，杨开明，徐登峰，尹文生，穆海华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：