一种用于微纳移动及旋转角度测量的配镜装置的制作方法

本发明涉及微纳操作平台的激光检测技术领域，尤其涉及一种用于微纳移动及旋转角度测量的四棱镜配镜装置。

背景技术：

随着微纳操作技术的发展及应用，多自由度尤其是实现旋转自由度的微纳操作平台日益得到关注，目前非定中心的旋转问题、角位移和线位移的同步测量问题都没有得到很好的解决。

激光干涉仪因分辨率高、非接触、受环境影响小、反应灵敏等优点广泛应用于各种精密测量系统中。目前多个激光干涉仪成套使用时，其光路的对称性得不到保证，纵向光路和横向光路不能够保证其相互垂直，当待测物同步发生位移和旋转时，不能够测量出位移和旋转的单独光程差。

由于直角棱镜具有出射光束平行与入射光束的特性，所以被广泛的应用于精密的光学测量中。当微纳平台旋转时，依然可使激光干涉仪捕获到反射光进行干涉测量。但当在横向和纵向成对的放置直角棱镜时，不能够保证横向和纵向直角镜的相对垂直，因此，如何设计一种能够分辨光程差来源的配镜装置，是本领域技术人员亟需解决的。

专利附图

图1为直角棱镜；

图2为直角棱镜组成的立方体；

其中图1中的1和2为直角棱镜的镀膜面；图2中的1、2、3和4为直角棱镜。

技术实现要素：

针对目前多自由度微纳操作平台的直线位移与旋转位移测量方法中所存在的问题，本发明提供一种用于微纳米移动及旋转角度测量的配镜装置，具有测量分辨率高，结构简单等优点。

本发明采用的技术方案为：

一种用于微纳米移动及旋转角度测量的配镜装置，其结构包括：由四个直角棱镜构成的立方体棱镜，所述直角棱镜的两个直角面上镀有反射膜，所述立方体棱镜的顶面镀有反射膜。

所述的立方体棱镜，当一对激光干涉仪发射激光从前后两个方向入射，所形成的光路关于立方体的中心点对称；当一对激光干涉仪发射激光从左右两个方向入射，所形成的光路关于立方体的中心点对称；

所述的立方体棱镜，左右两个方向的直角棱镜的角平分面和前后两个直角棱镜的角平分面相互垂直。

所述的四个直角棱镜的直角边两两重合，四个直角棱镜的直角棱相重合。

所述立方体棱镜的顶面和底面都为正方形，立方体两个对角面的交线与四个直角棱镜的直角棱相重合。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一：所述微纳操作平台的直角棱镜配镜装置，结构包括：四个直角面镀膜的直角棱镜，四个直角棱镜的直角边两两重合，四个直角棱镜的直角棱相重合，每个直角棱镜的直角面上镀反光膜，镀膜面与镀膜面两两重合；

当一对激光干涉仪发射激光从前后两个方向入射，所形成的光路关于立方体的中心点对称；当一对激光干涉仪发射激光从左右两个方向入射，所形成的光路关于立方体的中心点对称。

由于所述的配镜装置的严格对称性，即能够使激光干涉仪在同一平面的两个垂直方向上工作，可以很好的解耦出垂直方向上的位移光程差和平面内的旋转光程差，对于微纳平台的移动和旋转角测量提供了一种良好的测量装置。

具体实施方式二：使用四个镀膜角锥镜替代具体实施方式一中的四个镀膜直角棱镜，四个角锥镜的中心轴线构成十字形。

当一对激光干涉仪发射激光从前后两个方向入射，所形成的光路关于十字形中心点对称；当一对激光干涉仪发射激光从左右两个方向入射，所形成的光路关于十字形中心点对称。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于微纳移动及旋转角度测量的配镜装置，属于光电领域及微纳检测领域，本发明包括四个镀膜的直角棱镜,四个直角棱镜的直角面两两重合，四个直角棱镜的直角棱相重合，四个直角棱镜构成立方体棱镜。本发明可解决定中心和非定中心旋转的光程差测量问题，能够保证旋转光程差和位移光程差测得的光程差互不耦合。

技术研发人员：张蓓;刘雨;张承乾;闫鹏
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2017.03.21
技术公布日：2017.07.18