一种对比式抗干扰微动阶梯角反射镜激光干涉仪及标定方法和测量方法_2

文档序号:9371700阅读:来源:国知局
定反射测量光电探测器和标定干涉测量光电探测器,得到ζ个最弱干涉数据库。
[0023]作为进一步的优选方案,还包括有步骤五、生成l/η波长干涉数据库,η为大于或等2的正整数,在空气洁净的环境下控制所述微动平台移动,当射向所述标定干涉测量光电探测器的干涉光束为最强相长干涉时,再继续移动1/2η波长的距离,记录此时标定反射测量光电探测器读数和标定干涉测量光电探测器读数,然后改变空气环境使所述标定反射测量光电探测器读数变化,同时记录若干个所述标定反射测量光电探测器读数以及对应的标定干涉测量光电探测器读数,得到l/η波长干涉数据库。
[0024]在两束激光发生干涉时,相邻的最强相长干涉与最弱相消干涉之间的光程差为半个波长,在本申请的标定方法中,对最强相长干涉、最弱相消干涉、l/η波长干涉都进行了标定,也就是说,在采用本申请的激光干涉仪进行实际测量时,可以根据标定反射测量光电探测器读数和标定干涉测量光电探测器读数与最强干涉数据库、最弱干涉数据库、l/η波长干涉数据库中的数据进行比对,根据数据的匹配情况确定该位置是最强相长干涉、最弱相消干涉还是l/η波长干涉。使得本申请的激光干涉仪不仅能够抗环境干扰,而且还提高了测量精度。
[0025]作为进一步的优选方案,重复所述步骤五,每次选取不同的标定反射测量光电探测器和标定干涉测量光电探测器,得到ζ个l/η波长干涉数据库。
[0026]本发明还公开了一种采用上述激光干涉仪以及标定方法的测量方法,
[0027]—种采用对比式抗干扰微动阶梯角反射镜激光干涉仪和标定方法的测量方法:
[0028]在实际测量环境中,设所述标定反射测量光电探测器测量到的信号读数为X,所述标定干涉测量光电探测器测量得到的信号读数为y,将X值和I值在最强干涉数据库、最弱干涉数据库、l/η波长干涉数据库中进行比对,当X值和y值与最强干涉数据库中的某一组值相匹配,则认为此位置为最强相长干涉位置,当X值和I值与最弱干涉数据库中的某一组值相匹配,则认为此位置为最弱相消干涉位置,当X值和I值与l/η波长干涉数据库中的某一组值相匹配,则认为此位置为l/η波长干涉位置。
[0029]本申请的测量方法,通过X值和y值确定当前干涉光束的干涉情况,以此实现抗环境干扰的能力,同时还提高了测量精度。
[0030]作为进一步的优选方案,设定y值的匹配阈值Λ,设最强干涉数据库、最弱干涉数据库、l/η波长干涉数据库中标定干涉测量光电探测器对应的数值为r,根据X值对最强干涉数据库、最弱干涉数据库、l/η波长干涉数据库进行y’的查询,如果存在y’使| y-y’ |〈Λ,再区分y’所在的数据库,如果y’在最强干涉数据库内,则认为此位置为最强相长干涉位置,如果y’在最弱干涉数据库内,则认为此位置为最弱相消干涉位置,如果y’在l/η波长干涉数据库内,则认为此位置为l/η波长干涉位置。
[0031]作为进一步的优选方案,设最强干涉数据库、最弱干涉数据库、l/η波长干涉数据库中标定反射测量光电探测器对应的数值为X’,在实际测量中,选择最接近实际测量值X的X’作为匹配值,根据X’值对最强干涉数据库、最弱干涉数据库、l/η波长干涉数据库进行y’进行查询,如果存在y’使|y_y’ |〈 Λ,再区分y’所在的数据库,如果y’在最强干涉数据库内,则认为此位置为最强相长干涉位置,如果y’在最弱干涉数据库内,则认为此位置为最弱相消干涉位置,如果I,在l/η波长干涉数据库内,则认为此位置为l/η波长干涉位置。
[0032]作为进一步的优选方案,所述匹配阈值Λ的大小保证在进行数据查询时,当满足y-y’ |〈Λ时,y’为唯一值。当匹配阈值Λ较大时,可能会出现一组χ值和y值匹配到两组或者多组X’值和y’值,给测量带来不便,所以先匹配阈值Λ,使在测量过程中一组χ值和y值最多匹配一组χ’值和y’值,方便测量。
[0033]作为进一步的优选方案,所述匹配阈值Λ的大小按照实际测量的精度要求进行设定,当需要高精度的测量值时,采用较小的匹配阈值,当不需要高精度测量值时,采用较大的匹配阈值。
[0034]作为进一步的优选方案,设Λ= 5%。
[0035]在本申请的测量方法中,通过设置匹配阈值Λ,根据实际测量精度的需要设置匹配阈值Λ的大小,以此方便测量过程中,数据的匹配选择,降低测量难度。
[0036]与现有技术相比,本发明的有益效果:
[0037]本申请的对比式抗干扰微动阶梯角反射镜激光干涉仪,首先通过设置多光束、微动阶梯型角反射镜以及角反射镜提高激光干涉仪的测量精度,同时通过设置反射测量光电探测器,激光干涉测量环境发生变化后,可以通过对移动角反射镜反射激光强度进行测量,激光干涉状态不再直接由干涉测量光电探测器组的信号大小确定,而是由反射测量光电探测器与干涉测量光电探测器组共同决定,可以大大提高激光干涉仪的抗干扰能力。
[0038]本申请其他实施方案的有益效果:
[0039]本申请的激光干涉仪,不仅能够确定最强相长干涉的位置,而且还能够确定最弱相消干涉的位置及l/η波长干涉位置,使本申请的激光干涉仪不仅能够抗环境干扰,而且还提高了测量精度;并且,本申请的测量方法、标定方法、多光束激光源、微动阶梯型角反射镜之间相互配合,进一步的提高了本申请激光干涉仪的测量精度。
【附图说明】
:
[0040]图1为本发明激光干涉仪结构的光路示意图;
[0041]图2为移动角反射镜移动时的结构示意图,
[0042]图中标记:
[0043]1-激光源,2-微动阶梯型角反射镜,3-移动角反射镜,4-干涉测量光电探测器组,5-分光镜组,6-反射测量光电探测器组,7-第一激光束组,8-第二激光束组,9-反射激光束组,10-微动平台,41-干涉测量光电探测器,41a-标定干涉测量光电探测器,51-第一分光镜,52-第二分光镜,61-反射测量光电探测器,61a-标定反射测量光电探测器。
【具体实施方式】
[0044]下面结合试验例及【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本
【发明内容】
所实现的技术均属于本发明的范围。
[0045]实施例1,如图所示,一种对比式抗干扰微动阶梯角反射镜激光干涉仪,包括有激光源1、微动阶梯型角反射镜2、干涉测量光电探测器组4、移动角反射镜3、分光镜组5和微动平台10,所述微动阶梯型角反射镜2设置在所述微动平台10上,所述激光源I向所述分光镜组5射出ζ束激光束,其中ζ为大于或者等于2的正整数,所述干涉测量光电探测器组4包括有ζ个干涉测量光电探测器,每一个干涉测量光电探测器41与一束激光束相对应,各激光束经所述分光镜组5后分为第一激光束组7和第二激光束组8,所述第一激光束组7射向所述微动阶梯型角反射镜2,经所述微动阶梯型角反射镜2反射后再次射向所述分光镜组5,再经所述分光镜组5后射向所述干涉测量光电探测器组4,所述第二激光束组8射向所述移动角反射镜3,经所述移动角反射镜3反射后再次射向所述分光镜组5,经所述分光镜组5后相对应的与射向所述干涉测量光电探测器组4的第一激光束组7发生干涉,形成干涉激光束组,干涉激光束组的各干涉光束分别射向各自对应的所述干涉测量光电探测器41,所述对比式抗干扰微动阶梯角反射镜激光干涉仪还包括有反射测量光电探测器组6,所述反射测量光电探测器组6包括有ζ个反射测量光电探测器61,所述第二激光束组8在由所述移动角反射镜3射向所述分光镜组5后还形成有反射激光束组9,所述反射激光束组9的各激光束分别射向一个所述反射测量光电探测器61。
[0046]作为进一步的优选方案,所述分光镜组5包括有第一分光镜51和第二分光镜52,所述激光源I射出的ζ束激光束先射到第一分光镜51,经第一分光镜51反射形成第一激光束组7,经第一分光镜51透射形成第二激光束组8,第一激光束组7射向所述微动阶梯型角反射镜2,经反射后再次射向所述第一分光镜51,然后再透射过所述第一分光镜51,所述第二激光束组8所述移动角反射镜3,经所述移动角反射镜3反射后射向所述第二分光镜52,经所述第二分光镜52透射后射向所述第一分光镜51,并且与从所述第一分光镜51透射出的第
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