【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米位移测量方法及装置，尤其是涉及一种差动式激光干涉纳米位移测量方法及装置。
技术介绍
超精密加工、微电子制造以及精密测试计量等
都需要毫米级量程范围内达到纳米级测量精度的位移测量仪器。纵观国内外纳米位移测量方法，可以分为两大类:一类是非光学测量方法:扫描隧道显微镜、原子力显微镜和电容测微仪等；另一类是光学测量方法:迈克尔逊干涉仪、夕卜差干涉仪、X射线干涉仪等。以扫描隧道显微镜为代表的非光学测量方法的测量分辨率虽然可以达到亚纳米级，但是测量范围仅为微米量程，而且存在米溯源问题。X射线干涉仪也仅是微米级测量范围和纳米级测量分辨率。迈克尔逊干涉仪和外差干涉仪虽然可以实现大范围位移测量，但是迈克尔逊干涉仪中存在对干涉条纹细分的正弦误差、直流漂移误差和干涉信号非正交误差，而外差干涉仪中存在偏振光非正交、椭偏化等偏振态误差引起的一阶非线性误差，因此这两类干涉仪的测量精度和分辨率的进一步提高受到了限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种差动式激光干涉的纳米位移测量方法及装置，采用单频干涉的原理，实现波长λ 2的干涉条纹整数计数，采用差动干涉原理，以波长λ i的干涉信号作为参考，将波长λ 2的干涉条纹小数部分的测量转化为对波长入1和λ 2的干涉信号相位差的测量，从而实现大范围和高精度的位移测量。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一、一种差动式激光干涉纳米位移测量方法:( I)双频激光器输出波长为^和λ 2的正交线偏振光，射向由两个分光镜、两个偏振分光镜、一个参考角锥棱镜、压电陶瓷驱动器和一个测量角锥棱镜构成的差动式激光干涉仪，分别形...
【技术保护点】
一种差动式激光干涉纳米位移测量方法，其特征在于：（1）双频激光器输出波长为λ1和λ2的正交线偏振光，射向由两个分光镜、两个偏振分光镜、一个参考角锥棱镜、压电陶瓷驱动器和一个测量角锥棱镜构成的差动式激光干涉仪，分别形成各自的干涉信号，由三个探测器接收，参考角锥棱镜固定在压电陶瓷驱动器上；（2）开始测量位移之前，通过压电陶瓷驱动器调制参考角锥棱镜在1μm行程内往返运动，测出此时波长λ1和λ2干涉信号的相位差为，压电陶瓷驱动器停止调制；（3）然后测量光路中的测量角锥棱镜移动一被测位移Δl，由双向计数模块测得波长λ2的整数干涉条纹变化数N，接着再次调制参考角锥棱镜在1μm行程内往返运动，测得此时波长λ1和λ2干涉信号的相位差为则波长λ2的小数干涉条纹变化数ε为：（4）由测得的波长λ2的整数干涉条纹变化数N和小数干涉条纹变化数ε，得到测量角锥棱镜移动的被测位移Δl为：Δl=(N+ϵ)×λ22.FDA00002737840200014.jpg,FDA00002737840200011.jpg,FDA00002737840200012.jpg
【技术特征摘要】
1.一种差动式激光干涉纳米位移测量方法，其特征在于: (1)双频激光器输出波长为^和λ2的正交线偏振光，射向由两个分光镜、两个偏振分光镜、一个参考角锥棱镜、压电陶瓷驱动器和一个测量角锥棱镜构成的差动式激光干涉仪，分别形成各自的干涉信号，由三个探测器接收，参考角锥棱镜固定在压电陶瓷驱动器上； (2)开始测量位移之前，通过压电陶瓷驱动器调制参考角锥棱镜在Iμ m行程内往返运动，测出此时波长入1和λ2干涉信号的相位差为Δ约，压电陶瓷驱动器停止调制； (3)然后测量光路中的测量角锥棱镜移动一被测位移Al，由双向计数模块测得波长入2的整数干涉条纹变化数N，接着再次调制参考角锥棱镜在I μ m行程内往返运动，测得此时波长^和λ 2干涉信号的相位差为，则波长λ 2的小数干涉条纹变化数ε为...
【专利技术属性】
技术研发人员：严利平，陈本永，田秋红，孙政荣，周砚江，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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