一种外差式一/二维光栅位移粗/细测量系统的制作方法
【专利摘要】一种外差式一/二维光栅位移粗/细测量系统，包括单频激光光源、电光调制器、一维反射式测量光栅、分光棱镜、五个一维透射式测量光栅、六个平面反射镜、四个偏振分光棱镜、八个偏振片及八个光电探测及信号处理部件，单频激光光源发射的是线偏振单频激光，偏振方向与x轴呈45度，经快轴方向与x轴平行的电光调制器调制后输出外差式激光，该外差式激光由偏振方向沿z轴的s波分量和偏振方向沿x轴的p波分量构成，并且s波分量和p波分量之间存在一个随电光调制器所加载的调制电压变化而变化的相位差；本发明不仅能够克服测量环境温度、湿度变化等造成的误差，而且能够有效实现一/二维方向上位移测量分辨力的粗/细转换，充分满足不同测量需求。
【专利说明】
一种外差式一/二维光栅位移粗/细测量系统
技术领域
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[0001]本发明涉及一种光栅位移测量系统，特别涉及一种外差式一/二维光栅位移粗/细测量系统。
【背景技术】
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[0002]光栅位移测量技术最早起源于19世纪，从20世纪50年代开始得到了迅猛的发展。目前，光栅位移测量系统已经成为一种典型的高精度位移量测手段，并被广泛应用于众多的光机电设备中。光栅位移测量系统因具有分辨力高、精度高、成本低、环境敏感性低等优点，不仅在工业和科研领域取得了广泛应用，更被国内外学者和科研机构所研究。
[0003]在半导体技术、纳米技术以及生物科技等领域中，精密位移测量系统及位置定位系统起着至关重要的作用。无论是外差式光学位移测量系统，还是零差式光学位移测量系统，都已经被广泛应用于精密位移测量或者其他与位移相关量的测量，究其原因，是因为它们在理论上有无限高的位移测量分辨力。然而在实际测量中，激光干涉仪的测量精度会受到测量环境的严重干扰，这是因为测量环境温度和湿度的变化均会造成环境中空气折射率的变化，进而影响激光干涉仪的测量精度。相比于激光干涉仪，光栅位移测量装置以光栅栅距为测量基准，从原理上消除了空气折射率变化造成的测量误差;尤其当采用零膨胀系数的材料制作光栅时，环境温度的变化将不会引起光栅栅距的改变，从原理上消除了环境温度变化造成的测量误差。此外，相比于激光干涉仪，光栅位移测量装置还具有结构简单、对测量环境要求宽松、成本低等优点。
[0004]目前，光栅位移测量装置已被国内外超精密测量领域的有关公司和众多学者广泛研究，研究成果在诸多论文中皆有揭露。例如，台湾大学K.C.Fan等人在发表的论文“Displacement Measurement of Planar Stage by diffract1n Planar Encoder inNanometer Resolut1n.12MTC(2012)894_897.”中提出了一种纳米级分辨力的二维平面光栅位移测量装置，提高了测量分辨力的同时也大大克服环境变化造成的干扰；台湾元智大学C.C.Hsu等人发表的论文 “Prototype of a compact displacement sensor with aholographic diffract1n grating.0pt Laser Technol (2013)200-205.，，中提出了一种简易的光栅位移传感器结构，该结构可以大大提高测量的稳定度、提高抗环境干扰能力，实现纳米级分辨力；台湾淡江大学C.C.Wu等人在论文“Heterodyne common-path gratinginterferometer with Littrow configurat1n.0pt.Express 21(2013)13322-13332.，，中提出一种具有自准结构的光栅位移量测装置，该装置在实现高位移分辨力、高环境稳定度的同时，极大降低了安装误差。
[0005]然而，目前所有关于光栅位移测量装置的研究成果，在测量过程中的测量分辨力均为一个固定的值，即无论在大量程位移测量中或者小量程位移测量中都使用同一测量分辨力，无法实现大量程位移测量使用低分辨力粗测、小量程位移测量使用高分辨力细测的转换，这将造成系统资源的浪费。而且，由于测量速度会限制系统的分辨力，即测量速度越高系统的分辨力越低，因此在不必要进行高分辨力测量的情况下，仍使用无法进行粗/细测转换的光栅位移测量装置将限制系统的测量速度，进而影响待测运动装置的运行速度。
【发明内容】
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[0006]为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种外差式一/二维光栅位移粗/细测量系统，该系统不仅能够有效克服测量环境温度、湿度变化等造成的误差，实现高精度位移测量，而且相比已有测量系统，能够有效实现一 / 二维方向上位移测量分辨力的粗/细转换，充分满足不同测量需求。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
[0008]一种外差式一 / 二维光栅位移粗/细测量系统，包括单频激光光源、电光调制器、一维反射式测量光栅、分光棱镜、第一一维透射式测量光栅、第二一维透射式测量光栅、第三一维透射式测量光栅、第四一维透射式测量光栅、第五一维透射式测量光栅、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第四平面反射镜、第五平面反射镜、第六平面反射镜、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜、第四偏振分光棱镜、第一偏振片、第二偏振片、第三偏振片、第四偏振片、第五偏振片、第六偏振片、第七偏振片、第八偏振片、第一光电探测及信号处理部件、第二光电探测及信号处理部件、第三光电探测及信号处理部件、第四光电探测及信号处理部件、第五光电探测及信号处理部件、第六光电探测及信号处理部件、第七光电探测及信号处理部件、第八光电探测及信号处理部件，
[0009]所述单频激光光源发射的是线偏振单频激光，偏振方向与X轴呈45度，经快轴方向与X轴平行的电光调制器调制后输出外差式激光，该外差式激光由偏振方向沿Z轴的s波分量和偏振方向沿X轴的P波分量构成，并且s波分量和P波分量之间存在一个随电光调制器所加载的调制电压变化而变化的相位差；
[00?0]所述一维反射式测量光栅、第三一维透射式测量光栅的光栅周期相同，均为1.9d;所述第一一维透射式测量光栅、第二一维透射式测量光栅、第四一维透射式测量光栅、第五一维透射式测量光栅的光栅周期相同，均为d;
[0011 ]所述一维光栅位移粗/细测量部分测量能够测量一维直线位移，其结构为:外差式激光垂直入射至一维反射式测量光栅，并分别被衍射为X方向的± I级衍射测量光和X方向的±2级衍射测量光，其中X方向的±1级衍射测量光的衍射角度Θ±1满足dsin0±1= ±λ，χ方向的土 2级衍射测量光的衍射角度θ±2满足dsin0±2= ± 2λ，λ为单频激光光源的波长;X方向的+1级衍射测量光和X方向的-1级衍射测量光分别经过第一平面反射镜、第二平面反射镜反射后，入射至第一偏振分光棱镜，第一偏振分光棱镜的出射光分别经过第一偏振片、第二偏振片，在第一光电探测及信号处理部件、第二光电探测及信号处理部件表面形成两组干涉，当一维反射式测量光栅沿X轴移动时，第一光电探测及信号处理部件与第二光电探测及信号处理部件输出测得的X方向的高分辨力直线位移，实现位移的高分辨力细测;X方向的+2级衍射测量光入射至第一一维透射式测量光栅，其-1级衍射光经过第三平面反射镜反射后入射至第二偏振分光棱镜，X方向的-2级衍射测量光入射至第二一维透射式测量光栅，其+1级衍射光直接入射至第二偏振分光棱镜，第二偏振分光棱镜的两束出射光分别经过第三偏振片、第四偏振片，在第三光电探测及信号处理部件、第四光电探测及信号处理部件表面形成两组干涉，当一维反射式测量光栅沿X轴移动时，第三光电探测及信号处理部件、第四光电探测及信号处理部件输出测得的X方向的低分辨力直线位移，实现位移的低分辨力粗测；
[0012]所述二维光栅位移粗/细测量部分能够测量沿X轴和y轴两个方向的二维直线位移，其结构为:外差式激光垂直入射至分光棱镜，被分光棱镜透射的外差式激光作为X方向位移粗/细测量部分的光源入射至一维反射式测量光栅，被分光棱镜反射的外差式激光作为y方向位移粗/细测量部分的光源入射至第三一维透射式测量光栅;X方向位移粗/细测量部分与上述的一种外差式一 / 二维光栅位移粗/细测量系统的一维光栅位移粗/细测量部分完全相同；y方向位移粗/细测量部分的结构如下:被分光棱镜反射的外差式激光垂直入射至第三一维透射式测量光栅，并分别被衍射为y方向上的±1级衍射测量光和y方向上的±2级衍射测量光，其中y方向上的± I级衍射测量光的衍射角度为θ±ι，y方向上的± 2级衍射测量光的衍射角度为9±2;y方向的+1级衍射测量光和y方向的-1级衍射测量光分别经过第四平面反射镜、第五平面反射镜反射后，入射至第三偏振分光棱镜，第三偏振分光棱镜的出射光分别经过第五偏振片、第六偏振片，在第五光电探测及信号处理部件、第六光电探测及信号处理部件表面形成两组干涉，当第三一维透射式测量光栅沿y轴移动时，第五光电探测及信号处理部件与第六光电探测及信号处理部件输出测得的y方向的高分辨力直线位移，实现位移的高分辨力细测;y方向的+2级衍射测量光入射至第四一维透射式测量光栅，其-1级衍射光经过第六平面反射镜反射后入射至第四偏振分光棱镜，y方向的-2级衍射测量光入射至第五一维透射式测量光栅，其+1级衍射光直接入射至第四偏振分光棱镜，第四偏振分光棱镜的两束出射光分别经过第七偏振片、第八偏振片，在第七光电探测及信号处理部件、第八光电探测及信号处理部件表面形成两组干涉，当第三一维透射式测量光栅沿y轴移动时，第七光电探测及信号处理部件、第八光电探测及信号处理部件输出测得的y方向的低分辨力直线位移，实现位移的低分辨力粗测。
[0013]上述的一种外差式一/ 二维光栅位移粗/细测量系统，所述单频激光光源是准直的线偏振半导体激光器。
[0014]上述的一种外差式一/ 二维光栅位移粗/细测量系统，可以同时输出测得的粗测位移和细测位移，也可以只输出测得的粗测位移或测得的细测位移，实现位移测量分辨力的粗/细转换。
[0015]本发明的有益效果说明如下:
[0016]该测量系统使用了一维反射式测量光栅，分光棱镜，第维透射式测量光栅，第二一维透射式测量光栅，第三一维透射式测量光栅，第四一维透射式测量光栅，第五一维透射式测量光栅以及经过电光调制器的单频激光光源，保证了 ± I级衍射测量光、±2级衍射测量光的产生，因此得到在一 / 二维方向上实现位移粗/细测量的光路条件，其中X方向上，+I级衍射测量光和-1级衍射测量光干涉信号的位移分辨力直接受一维反射式测量光栅的光栅周期1.9d影响，能够实现位移的高分辨力细测;X方向上的+2级衍射测量光和-2级衍射测量光分别经过第一一维透射式测量光栅、第二一维透射式测量光栅后，产生的干涉信号的位移分辨力受一维反射式测量光栅、第一一维透射式测量光栅和第二一维透射式测量光栅光栅周期的共同影响，其等效光栅周期远大于一维反射式测量光栅的光栅周期1.9d，能够实现位移的低分辨力粗测;y方向上，位移测量的高分辨力细测和低分辨力粗测原理和上述X方向上位移测量的高分辨力细测和低分辨力粗测原理相同；因此本发明具有的显著有益效果为不仅提出了可以测量一/二维方向位移的光栅测量系统，并且该系统可以同时实现一 / 二维方向位移测量的高分辨力细测与低分辨力粗测以及高分辨力细测与低分辨力粗测的自由转换，可以充分满足不同测量需求。
【附图说明】
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[0017]图1为本发明的一维光栅位移粗/细测量部分；。
[0018]图2为本发明的二维光栅位移粗/细测量部分；
[0019]图中:1_单频激光光源;2-电光调制器;3-—维反射式测量光栅;31-分光棱镜;41-第维透射式测量光栅;42-第二一维透射式测量光栅;43-第三一维透射式测量光栅；44-第四一维透射式测量光栅;45-第五一维透射式测量光栅;51-第一平面反射镜;52-第二平面反射镜；53-第三平面反射镜；54-第四平面反射镜；55-第五平面反射镜；56-第六平面反射镜;61-第一偏振分光棱镜;62-第二偏振分光棱镜;63-第三偏振分光棱镜;64-第四偏振分光棱镜;71-第一偏振片;72-第二偏振片;73-第三偏振片；74-第四偏振片;75-第五偏振片;76-第六偏振片;77-第七偏振片;78-第八偏振片;81-第一光电探测及信号处理部件；82-第二光电探测及信号处理部件;83-第三光电探测及信号处理部件;84-第四光电探测及信号处理部件;85-第五光电探测及信号处理部件;86-第六光电探测及信号处理部件;87-第七光电探测及信号处理部件;88-第八光电探测及信号处理部件。
【具体实施方式】
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[0020]图1所示为本发明的一维光栅位移粗/细测量部分，其包括单频激光光源1、电光调制器2、一维反射式测量光栅3、第维透射式测量光栅41、第二一维透射式测量光栅42、第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第三平面反射镜53、第一偏振分光棱镜61、第二偏振分光棱镜62、第一偏振片71、第二偏振片72、第三偏振片73、第四偏振片74、第一光电探测及信号处理部件81、第二光电探测及信号处理部件82、第三光电探测及信号处理部件83、第四光电探测及信号处理部件84，
[0021 ]所述一维反射式测量光栅3光栅周期为1.9d;所述第维透射式测量光栅41、第二一维透射式测量光栅42光栅周期相同，均为d;
[0022]所述单频激光光源I发射的是线偏振单频激光，偏振方向与X轴呈45度，经快轴方向与X轴平行的电光调制器2调制后输出外差式激光，该外差式激光由偏振方向沿z轴的s波分量和偏振方向沿X轴的P波分量构成，并且S波分量和P波分量之间存在一个随电光调制器2所加载的调制电压变化而变化的相位差；
[0023]外差式激光垂直入射至一维反射式测量光栅3，并分别被衍射为X方向的±I级衍射测量光和X方向的± 2级衍射测量光，
[0024]X方向的+1级衍射测量光和X方向的-1级衍射测量光分别经过第一平面反射镜51、第二平面反射镜52反射后，入射至第一偏振分光棱镜61，第一偏振分光棱镜61的出射光分别经过第一偏振片71、第二偏振片72，在第一光电探测及信号处理部件81、第二光电探测及信号处理部件82表面形成两组干涉，当一维反射式测量光栅3沿X轴移动时，第一光电探测及信号处理部件81、第二光电探测及信号处理部件82输出测得的X方向的高分辨力直线位移，实现位移的高分辨力细测；
[0025]X方向的+2级衍射测量光和X方向的-2级衍射测量光分别入射至第--维透射式测量光栅41、第二一维透射式测量光栅42，第维透射式测量光栅41产生之-1级衍射光经过第三平面反射镜53反射后，入射至第二偏振分光棱镜62，第二一维透射式测量光栅42产生之+1级衍射光直接入射至第二偏振分光棱镜62，第二偏振分光棱镜62的出射光分别经过第三偏振片73、第四偏振片74，在第三光电探测及信号处理部件83、第四光电探测及信号处理部件84表面形成两组干涉，当一维反射式测量光栅3沿X轴移动时，第三光电探测及信号处理部件83、第四光电探测及信号处理部件84输出测得的X方向的低分辨力直线位移，实现位移的低分辨力粗测。
[0026]图2所述为本发明的二维光栅位移粗/细测量部分，其不仅可以进行X方向位移粗/细测量，还可以进行y方向位移粗/细测测量，具体包括单频激光光源1、电光调制器2、一维反射式测量光栅3、分光棱镜31、第维透射式测量光栅41、第二一维透射式测量光栅42、第三一维透射式测量光栅43、第四一维透射式测量光栅44、第五一维透射式测量光栅45、第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第三平面反射镜53、第四平面反射镜54、第五平面反射镜55、第六平面反射镜56、第一偏振分光棱镜61、第二偏振分光棱镜62、第三偏振分光棱镜63、第四偏振分光棱镜64、第一偏振片71、第二偏振片72、第三偏振片73、第四偏振片74、第五偏振片75、第六偏振片76、第七偏振片77、第八偏振片78、第一光电探测及信号处理部件81、第二光电探测及信号处理部件82、第三光电探测及信号处理部件83、第四光电探测及信号处理部件84、第五光电探测及信号处理部件85、第六光电探测及信号处理部件86、第七光电探测及信号处理部件87、第八光电探测及信号处理部件88，
[0027]所述一维反射式测量光栅3、第三一维透射式测量光栅43的光栅周期相同，均为
1.9d;所述第一一维透射式测量光栅41、第二一维透射式测量光栅42、第四一维透射式测量光栅44、第五一维透射式测量光栅45的光栅周期相同，均为d;
[0028]外差式激光垂直入射至分光棱镜31，被分光棱镜31透射的外差式激光作为X方向位移粗/细测量部分的光源，被分光棱镜31反射的外差式激光作为y方向位移粗/细测量部分的光源;X方向位移粗/细测量部分与上述的一种外差式一 / 二维光栅位移粗/细测量系统的一维光栅位移粗/细测量部分完全相同;y方向位移粗/细测量部分的结构如下:
[0029]被分光棱镜31反射的外差式激光垂直入射至第三一维透射式测量光栅43，并分别被衍射为y方向上的± I级衍射测量光，y方向上的土 2级衍射测量光，其中，y方向上的± I级衍射测量光的衍射角度为Θ±1; y方向上的± 2级衍射测量光的衍射角度为θ±2;
[0030]y方向的+1级衍射测量光和y方向的-1级衍射测量光分别经过第四平面反射镜54、第五平面反射镜55反射后，入射至第三偏振分光棱镜63，第三偏振分光棱镜63的出射光分别经过第五偏振片75、第六偏振片76，在第五光电探测及信号处理部件85、第六光电探测及信号处理部件86表面形成两组干涉，当第三一维透射式测量光栅43沿y轴移动时，第五光电探测及信号处理部件85与第六光电探测及信号处理部件86输出测得的y方向的高分辨力直线位移，实现位移的高分辨力细测；
[0031]y方向的+2级衍射测量光入射至第四一维透射式测量光栅44后，其-1级衍射光经过第六平面反射镜56反射后入射至第四偏振分光棱镜64，y方向的-2级衍射测量光入射至第五一维透射式测量光栅45后，其+1级衍射光直接入射至第四偏振分光棱镜64，第四偏振分光棱镜64的两束出射光分别经过第七偏振片77、第八偏振片78，在第七光电探测及信号处理部件87、第八光电探测及信号处理部件88表面形成两组干涉，当第三一维透射式测量光栅43沿y轴移动时，第七光电探测及信号处理部件87、第八光电探测及信号处理部件88输出测得的y方向的低分辨力直线位移，实现位移的低分辨力粗测；
[0032]本发明所用的单频激光光源I是准直的线偏振半导体激光器。
[0033]对于以上内容所涉及的衍射角度θ±1、θ±2的具体数值，本领域技术人员能够根据实际需要进行合理选取，所以没必要在此列举。
【主权项】
1.一种外差式一 / 二维光栅位移粗/细测量系统，其特征在于:包括单频激光光源(I)、电光调制器(2)、一维反射式测量光栅(3)、分光棱镜(31)、第 维透射式测量光栅(41)、第二一维透射式测量光栅(42)、第三一维透射式测量光栅(43)、第四一维透射式测量光栅(44)、第五一维透射式测量光栅(45)、第一平面反射镜(51)、第二平面反射镜(52)、第三平面反射镜(53)、第四平面反射镜(54)、第五平面反射镜(55)、第六平面反射镜(56)、第一偏振分光棱镜(61)、第二偏振分光棱镜(62)、第三偏振分光棱镜(63)、第四偏振分光棱镜(64)、第一偏振片(71)、第二偏振片(72)、第三偏振片(73)、第四偏振片(74)、第五偏振片(75)、第六偏振片(76)、第七偏振片(77)、第八偏振片(78)、第一光电探测及信号处理部件(81)、第二光电探测及信号处理部件(82)、第三光电探测及信号处理部件(83)、第四光电探测及信号处理部件(84)、第五光电探测及信号处理部件(85)、第六光电探测及信号处理部件(86)、第七光电探测及信号处理部件(87)及第八光电探测及信号处理部件(88)， 所述单频激光光源(I)发射的是线偏振单频激光，偏振方向与X轴呈45度，经快轴方向与X轴平行的电光调制器2调制后输出外差式激光，该外差式激光由偏振方向沿z轴的s波分量和偏振方向沿X轴的P波分量构成，并且s波分量和P波分量之间存在一个随电光调制器(2)所加载的调制电压变化而变化的相位差； 所述一维反射式测量光栅(3)、第三一维透射式测量光栅(43)的光栅周期相同，均为1.9d;所述第一一维透射式测量光栅(41)、第二一维透射式测量光栅(42)、第四一维透射式测量光栅(44)、第五一维透射式测量光栅(45)的光栅周期相同，均为d; 所述一维光栅位移粗/细测量部分测量能够测量一维直线位移，其结构为:外差式激光垂直入射至一维反射式测量光栅(3)，并分别被衍射为X方向的±1级衍射测量光和X方向的± 2级衍射测量光，其中X方向的± I级衍射测量光的衍射角度Θ±1满足ds iηΘ±1 = ± λ，X方向的土 2级衍射测量光的衍射角度θ±2满足dsin0±2= ± 2λ，λ为单频激光光源的波长;X方向的+I级衍射测量光和X方向的-1级衍射测量光分别经过第一平面反射镜(51)、第二平面反射镜(52)反射后，入射至第一偏振分光棱镜(61)，第一偏振分光棱镜(61)的出射光分别经过第一偏振片(71)、第二偏振片(72)，在第一光电探测及信号处理部件(81)、第二光电探测及信号处理部件(82)表面形成两组干涉，当一维反射式测量光栅(3)沿X轴移动时，第一光电探测及信号处理部件(81)与第二光电探测及信号处理部件(82)输出测得的X方向的高分辨力直线位移，实现位移的高分辨力细测;X方向的+2级衍射测量光入射至第一一维透射式测量光栅(41)，其-1级衍射光经过第三平面反射镜(53)反射后入射至第二偏振分光棱镜(72)，χ方向的-2级衍射测量光入射至第二一维透射式测量光栅(42)，其+1级衍射光直接入射至第二偏振分光棱镜(62)，第二偏振分光棱镜(62)的两束出射光分别经过第三偏振片(73)、第四偏振片(74)，在第三光电探测及信号处理部件(83)、第四光电探测及信号处理部件(84)表面形成两组干涉，当一维反射式测量光栅(3)沿X轴移动时，第三光电探测及信号处理部件(83)、第四光电探测及信号处理部件(84)输出测得的X方向的低分辨力直线位移，实现位移的低分辨力粗测； 所述二维光栅位移粗/细测量部分能够测量沿X轴和y轴两个方向的二维直线位移，其结构为:外差式激光垂直入射至分光棱镜(31)，被分光棱镜(31)透射的外差式激光作为X方向位移粗/细测量部分的光源入射至一维反射式测量光栅(3)，被分光棱镜(31)反射的外差式激光作为y方向位移粗/细测量部分的光源入射至第三一维透射式测量光栅(43) ;x方向位移粗/细测量部分与一维光栅位移粗/细测量部分相同;y方向位移粗/细测量部分的结构为:被分光棱镜(31)反射的外差式激光垂直入射至第三一维透射式测量光栅(43)，并分别被衍射为y方向上的± I级衍射测量光和y方向上的± 2级衍射测量光，其中y方向上的± I级衍射测量光的衍射角度为9±i，y方向上的±2级衍射测量光的衍射角度为0±2;y方向的+1级衍射测量光和y方向的-1级衍射测量光分别经过第四平面反射镜(54)、第五平面反射镜(55)反射后，入射至第三偏振分光棱镜(63)，第三偏振分光棱镜(63)的出射光分别经过第五偏振片(75)、第六偏振片(76)，在第五光电探测及信号处理部件(85)、第六光电探测及信号处理部件(86)表面形成两组干涉，当第三一维透射式测量光栅(43)沿y轴移动时，第五光电探测及信号处理部件(85)与第六光电探测及信号处理部件(86)输出测得的y方向的高分辨力直线位移，实现位移的高分辨力细测;y方向的+2级衍射测量光入射至第四一维透射式测量光栅(44)，其-1级衍射光经过第六平面反射镜反射后入射至第四偏振分光棱镜(64)，y方向的-2级衍射测量光入射至第五一维透射式测量光栅(45)，其+1级衍射光直接入射至第四偏振分光棱镜(64)，第四偏振分光棱镜(64)的两束出射光分别经过第七偏振片(77)、第八偏振片(78)，在第七光电探测及信号处理部件(78)、第八光电探测及信号处理部件(88)表面形成两组干涉，当第三一维透射式测量光栅(43)沿y轴移动时，第七光电探测及信号处理部件(87)、第八光电探测及信号处理部件(88)输出测得的y方向的低分辨力直线位移，实现位移的低分辨力粗测。2.如权利要求1所述的一种外差式一/ 二维光栅位移粗/细测量系统，其特征在于:所述单频激光光源(I)是准直的线偏振半导体激光器。3.如权利要求1所述的一种外差式一/ 二维光栅位移粗/细测量系统，其特征在于:所述一维光栅位移粗/细测量部分和所述二维光栅位移粗/细测量部分可以同时输出各自所测得的粗测位移和细测位移，也可以单独输出各自所测得的粗测位移或细测位移。
【文档编号】G01B11/02GK106052569SQ201610656320
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月11日 公开号201610656320.1, CN 106052569 A, CN 106052569A, CN 201610656320, CN-A-106052569, CN106052569 A, CN106052569A, CN201610656320, CN201610656320.1
【发明人】林杰, 陈航, 关健, 金鹏, 谭久彬
【申请人】哈尔滨工业大学