一种激光波长修正式平面反射镜激光干涉仪及其测量方法_3

文档序号:9577867阅读:来源:国知局
置在精密位移装置7上,而精密位移装置7设置在被测物体10上,当被测物体10发生位移时,被测物体10带动精密位移装置7,进而带动测量平面反射镜6,如此,当被测物体10发生位移时,在位移过程中,由于第二激光束9光程的变化,使得第一激光束8与第二激光束9的干涉状态也随之变化,开始测量工作前,启动精密位移装置7,使测量平面反射镜6产生位移,所述测量平面反射镜6的位移方向与被测物体10的位移方向在同一直线上,当光电探测器3检测到最强相长干涉时,停止精密位移装置7,并将光电探测器3计数清零,然后再开始测量被测物体10的位移,在第一激光束8与第二激光束9干涉状态变化过程中,光电探测器3记录最强相长干涉的次数N,当被测物体10移动结束,处于静止状态时,光电探测器3停止计数;此时,通过精密位移装置7使测量平面反射镜6在被测物体10的位移方向上移动,并观测光电探测器3,当光电探测器3检测到最强相长干涉时,停止精密位移装置7,并读取精密位移装置7为测量平面反射镜6提供的位移值Λ Lo
[0052]若位移Λ L与被测物体10的位移方向相同,则,被测物体10实际产生的位移值L=NX λ/2+( λ/2-Λ L),其中Λ L< λ/2,式中λ为激光波长;
[0053]而,若位移Λ L与被测物体10的位移方向相反,贝1J,被测物体10实际产生的位移值L = NX人/2+厶1^,其中厶1^< λ/2,式中λ为激光波长。
[0054]如此,通过上述结构,将被测物体10实际位移中超出半个激光波长的小数部分Δ L也测量出来并补充到位移检测结果中,进而使得本申请的激光干涉仪所测量得到的位移结果更加精确,其精度高于半个激光波长,具体取决于精密位移装置7所能提供的位移精度。
[0055]实施例2,
[0056]如图1、2所示,如实施例1所述的激光干涉仪,所述精密位移装置7包括支撑平台11和设置在所述支撑平台11上的驱动装置12,所述支撑平台11与所述被测物体10相配合,所述驱动装置12为所述测量平面反射镜6提供在被测物体10位移方向上的位移,所述驱动装置12为压电陶瓷型驱动装置。
[0057]在本实施例中,采用的压电陶瓷型驱动装置12为能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料,其在电场作用下产生的形变量很小,最多不超过本身尺寸的千万分之一的微小位移,具有良好的往复形变恢复能力,稳定性好、精度尚,进一步提尚了本实施例中精密位移装置7的精度。
[0058]实施例3,
[0059]如图1、2所示,如实施例2所述的激光干涉仪,所述精密位移装置7还包括设置在所述支撑平台11上的第一位移件13和设置在所述第一位移件13上的第二位移件14,所述驱动装置12与所述第一位移件13相配合,为所述第一位移件13提供沿所述支撑平台11的位移,所述第一位移件13具有一相对于其位移方向倾斜的斜面15,所述第二位移件14滑动设置在所述第一位移件13的斜面15上,使所述第二位移件14可沿所述第一位移件13的斜面15滑动,所述第一位移件13与第二位移件14之间贴紧配合,所述测量平面反射镜6设置在所述第二位移件14上,所述支撑平台11上还设置有约束装置16,所述约束装置16限制所述第二位移件14沿所述第一位移件13位移方向上的运动,使得当第一位移件13被所述驱动装置12带动而产生位移时,所述第二位移件14被所述第一位移件13带动而产生位移,并且,所述第二位移件14的位移方向与所述第一位移件13的位移方向相垂直,所述第一位移件13的斜面15与其位移方向的夹角为A度,优选0〈A〈45。
[0060]在实施例中,驱动装置12与第一位移件13相配合,为第一位移件13提供沿支撑平台11的位移,第一位移件13具有一相对于其位移方向倾斜的斜面15,第二位移件14滑动设置在第一位移件13的斜面15上,使第二位移件14可沿第一位移件13的斜面15滑动,在精密位移装置7工作时,驱动装置12提供一定的位移量推动第一位移件13,此时,由于约束装置16限制第二位移件14沿第一位移件13位移方向上的运动,使第二位移件14的位移方向与第一位移件13的位移方向相垂直,如此,第二位移件14的位移量与驱动装置12为第一位移件13提供的位移量相关,还与第一位移件13的斜面15与其位移方向的夹角相关。
[0061]S卩,设第一位移件13的斜面15与其位移方向的夹角为A度,当驱动装置12提供的位移量为X时,第二位移件14在垂直于驱动装置12运动方向上产生的位移量即为Y =Xtan⑷。优选地是,当夹角A小于45度时,将得到一个小于X值的位移量,当进一步的减小夹角A时,位移量Y也随之减小,如此,使得在本实施例中,精密位移装置7通过以行程换精度的方式,直接提高了本实施例精密位移装置7的精度,也就进一步的提高了本实施例激光干涉仪的测量精度。
[0062]实施例4,
[0063]如图2所示,如实施例3所述的激光干涉仪,所述第一位移件13与所述支撑平台11之间还设置有具有磁性的磁性件17,所述第二位移件14具有磁性,所述第二位移件14与所述磁性件17为异性相吸状态,所述第二位移件14与所述测量平面反射镜6为一体式结构。使得第一位移件13在被推动时,测量平面反射镜6能够保持与第二位移件14紧密贴合,保证本申请精密位移装置7的精度,进而保证本申请激光干涉仪的测量精度,第二位移件14与测量平面反射镜6为一体式结构,也就是说,直接在第二位移件14上设置一反射面,使其本身形成测量平面反射镜6,如此,简化了本实施例激光干涉仪的结构,方便调试和使用。
[0064]实施例5,
[0065]如图1、2所示,一种用于上述激光波长修正式平面反射镜激光干涉仪的测量方法,其包括有下述步骤:
[0066]步骤一:安装本发明所述平面反射镜激光干涉仪;
[0067]步骤二:将测量平面反射镜装置4设置在被测物体10上;
[0068]步骤三:调试本发明所述角反射镜激光干涉仪,使形成符合要求的光路,并且,使第一激光束8与第二激光束9处于干涉状态;
[0069]步骤四:开始测量工作前,启动精密位移装置7,使测量平面反射镜6产生位移,所述测量平面反射镜6的位移方向与被测物体10的位移方向在同一直线上,当光电探测器3检测到最强相长干涉时,停止精密位移装置7,并将光电探测器3计数清零;
[0070]步骤五:开始测量工作,被测物体10开始移动,光电探测器3记录第一激光束8与第二激光束9最强相长干涉的次数N ;
[0071]步骤六:被测物体10位移结束,处于静止状态,再次启动精密位移装置7,使测量平面反射镜6产生位移,所述测量平面反射镜6的位移方向与被测物体10的位移方向在同一直线上,当光电探测器3再次检测到最强相长干涉时,停止所述精密位移装置7,使测量平面反射镜6停止;
[0072]步骤七:读取精密位移装置7为所述测量平面反射镜6提供的位移值Λ L ;
[0073]步骤八:记录测量过程中光电探测器3记录的最强相长干涉次数Ν和测量平面反射镜6位移值Λ Lo
[0074]步骤九:再次启动精密位移装置7,移动测量平面反射镜6,使光电探测器3记录最强相长干涉的次数Μ (M为正整数),并读取Μ次最强相长干涉对应的测量平面反射镜6位移值Ζ。根据Ζ = MX λ’
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1