一种位移测量光学系统的制作方法

文档序号:11099451阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种位移测量光学系统,其特征在于,包括激光光源、第一偏振分光棱镜、导光棱镜组、反射镜、偏振变换元件、第二偏振分光棱镜、光电转换器和处理系统;

所述第一偏振分光棱镜位于所述激光光源的出射光光路上,第一偏振分光棱镜将光源光分成偏振方向正交并且传播方向相垂直的两束光;

经所述第一偏振分光棱镜反射的一束光进入所述导光棱镜组,在所述导光棱镜组内改变偏振状态,被引导入射至所述第二偏振分光棱镜的第一入射面;

经所述第一偏振分光棱镜透射的另一束光,经过偏振变换元件改变偏振状态后出射至所述反射镜,反射光原路返回到所述第一偏振分光棱镜,被反射并经过偏振变换元件改变偏振方向后,入射至所述第二偏振分光棱镜的第二入射面,所述反射镜可沿其光路方向移动,用于连接被测物体;

第一束光进入所述第二偏振分光棱镜后形成的出射光,与第二束光进入所述第二偏振分光棱镜后形成的出射光汇合发生干涉,干涉光由所述光电转换器接收;

所述处理系统用于根据所述光电转换器记录的干涉条纹及光强信息计算获得待测物体的位移量。

2.根据权利要求1所述的位移测量光学系统,其特征在于,在所述导光棱镜组中第一束光的传播光路上设置有用于改变光偏振状态的偏振变换元件;

第一束光经偏振变换元件变换为圆偏振光后入射至所述第二偏振分光棱镜,所述第二偏振分光棱镜将本束光分成传播方向垂直的两束出射光,分别与第二束光被所述第二偏振分光棱镜分成的传播方向垂直的两束出射光汇合发生干涉;

所述光电转换器包括用于接收第一路干涉光的第一光电转换器和用于接收第二路干涉光的第二光电转换器;

所述处理系统具体用于根据所述第一光电转换器记录的干涉条纹及光强信息以及所述第二光电转换器记录的干涉条纹及光强信息确定待测物体的位移量和移动方向。

3.根据权利要求1或2所述的位移测量光学系统,其特征在于,所述导光棱镜组包括第一直角反射棱镜、导光棱镜和第二直角反射棱镜;

所述第一直角反射棱镜的直角面均为反射面,经所述第一偏振分光棱镜反射的第一束光由所述第一直角反射棱镜的斜面入射,以45度角入射到其直角面,并被反射至另一直角面,后被反射进入所述导光棱镜;

所述第二直角反射棱镜的斜面为反射面,经所述导光棱镜出射的光由所述第二直角反射棱镜的直角面入射,以45度角入射到其斜面,后被反射至所述第二偏振分光棱镜的第一入射面。

4.根据权利要求3所述的位移测量光学系统,其特征在于,所述导光棱镜位于所述第一偏振分光棱镜朝向所述反射镜的一侧,在所述导光棱镜朝向所述反射镜的一侧设置用于改变光的偏振状态的偏振变换元件。

5.根据权利要求4所述的位移测量光学系统,其特征在于,在所述第二偏振分光棱镜的第二入射面与所述第一偏振分光棱镜之间设置用于改变光的偏振方向的偏振变换元件。

6.根据权利要求3所述的位移测量光学系统,其特征在于,在所述第一直角反射棱镜的斜面与所述导光棱镜之间设置用于改变光的偏振状态的偏振变换元件。

7.根据权利要求4-6任一项所述的位移测量光学系统,其特征在于,在所述第一直角反射棱镜的斜面与所述导光棱镜之间设置的偏振变换元件为四分之一波片、二分之一波片或者八分之一波片;

在所述导光棱镜朝向所述反射镜的一侧表面设置的偏振变换元件为四分之一波片;

在所述第一偏振分光棱镜与所述第二偏振分光棱镜的第二入射面之间设置的偏振变换元件为二分之一波片。

8.根据权利要求1所述的位移测量光学系统,其特征在于,所述反射镜为直角反射棱镜或者平面镜。

9.根据权利要求1所述的位移测量光学系统,其特征在于,各光学元件之间以面贴合方式连接,或者以各光学元件之间具有空间间隔的形式排布。

10.根据权利要求9所述的位移测量光学系统,其特征在于,各光学元件的相应面之间通过光学胶贴合或者通过机械结构固定连接。

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