一种磁性微位移平台式平面反射镜激光干涉仪的制作方法_2

文档序号:9046857阅读:来源:国知局
这一部件,也就省去了第二位移件与微动平面反射镜之间的配合关系,直接消除了第二位移件与微动平面反射镜之间配合误差的存在,所以,不仅方便了本申请的光路调整工作,而且还简化了本申请激光干涉仪的结构,降低了制造成本和后期保养维护成本,特别是还降低了本申请激光干涉仪结构内部的误差值,进一步的提高了本申请激光干涉仪的测量精度。
[0018]本申请还公开了一种用于上述激光干涉仪结构的标定方法,
[0019]一种用于磁性微位移平台式平面反射镜激光干涉仪的标定方法,包括下述步骤:
[0020]步骤一、位置调整:调整好激光源、微动平面反射镜、分光镜组、干涉测量光电探测器、反射测量光电探测器和移动平面反射镜的位置;
[0021]步骤二、调整光路:启动所述激光源,进一步精确调整微动平面反射镜、分光镜组、干涉测量光电探测器、反射测量光电探测器和移动平面反射镜的位置,使激光干涉仪的光路达到设计要求;
[0022]步骤三、生成最强干涉数据库:在空气洁净的环境下控制所述磁性微位移平台,使第二位移件移动,当射向所述干涉测量光电探测器的干涉光束为最强相长干涉时停止所述磁性微位移平台,使第二位移件固定,记录此时反射测量光电探测器读数和干涉测量光电探测器读数,改变空气环境使所述反射测量光电探测器读数变化,同时记录若干个反射测量光电探测器读数以及对应的干涉测量光电探测器读数,得到最强干涉数据库。
[0023]本申请的激光干涉仪结构以及标定方法,在最强相长干涉时,改变测量环境,记录反射测量光电探测器读数和干涉测量光电探测器读数形成最强干涉数据库,在实际测量过程中,如果存在由于环境因素而导致干涉测量光电探测器不能够正常检测到最强相长干涉时,可以根据反射测量光电探测器读数和干涉测量光电探测器读数与最强干涉数据库中的数据进行比对,如果存在有匹配数据,则该位置为最强相长干涉,如此使得本申请的激光干涉仪实现抗环境干扰的能力。
[0024]作为进一步的优选方案,本申请的标定方法还包括有步骤四、生成最弱干涉数据库:在空气洁净的环境下控制所述磁性微位移平台,使第二位移件移动,当射向所述干涉测量光电探测器的干涉光束为最弱相消干涉时停止所述磁性微位移平台,使第二位移件固定,记录此时反射测量光电探测器读数和干涉测量光电探测器读数,改变空气环境使所述反射测量光电探测器读数变化,同时记录若干个反射测量光电探测器读数以及对应的干涉测量光电探测器读数,得到最弱干涉数据库。
[0025]作为进一步的优选方案,还包括有步骤五、生成I/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磁性微位移平台,使第二位移件移动,当射向所述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,记录此时反射测量光电探测器读数和干涉测量光电探测器读数,然后改变空气环境使所述反射测量光电探测器读数变化,同时记录若干个反射测量光电探测器读数以及对应的干涉测量光电探测器读数,得到I/η波长干涉数据库。
[0026]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、I/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,可以根据反射测量光电探测器读数和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、I/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I/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。
[0027]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,
[0028]一种采用磁性微位移平台式平面反射镜激光干涉仪和标定方法的测量方法:
[0029]在实际测量环境中,设所述反射测量光电探测器测量到的信号读数为X,所述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、I/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y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I/η波长干涉数据库中的某一组值相匹配,则认为此位置为I/η波长干涉位置。
[0030]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。
[0031]作为进一步的优选方案,设定y值的匹配阈值△,设最强干涉数据库、最弱干涉数据库、I/η波长干涉数据库中干涉测量光电探测器对应的数值为y’,根据X值对最强干涉数据库、最弱干涉数据库、I/η波长干涉数据库进行y’的查询,如果存在y’使I 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r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r在I/η波长干涉数据库内,则认为此位置为I/η波长干涉位置。
[0032]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、I/η波长干涉数据库中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、I/η波长干涉数据库进行r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y’在I/η波长干涉数据库内,则认为此位置为I/η波长干涉位置。
[0033]作为进一步的优选方案,所述匹配阈值△的大小保证在进行数据查询时,当满足y-y’ <Δ时,y’为唯一值。当匹配阈值Λ较大时,可能会出现一组X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Δ,使在测量过程中一组X值和y值最多匹配一组X’值和y’值,方便测量。
[0034]作为进一步的优选方案,所述匹配阈值△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。
[0035]作为进一步的优选方案,设Δ =5%。
[0036]在本申请的测量方法中,通过设置匹配阈值△,根据实际测量精度的需要设置匹配阈值△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。
[0037]与现有技术相比,本发明的有益效果:
[0038]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,可以通过对移动平面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共同决定,可以大大提高激光干涉仪的抗干扰能力。
[0039]本申请其他实施方案的有益效果:
[0040]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I/η波长干涉位置,提高测量精度,并且本申请的测量方法与磁性微位移平台相配合,进一步的提高了测量精度。
【附图说明】
:
[0041]图1为本发明激光干涉仪结构的光路示意图;
[0042]图2为微动平面反射镜移动后的光路示意图;
[0043]图3为磁性微位移平台的结构示意图,
[0044]图中标记:
[0045]1-激光源,2-微动平面反射镜,3-移动平面反射镜,4-干涉测量光电探测器,5-分光镜组,6-反射测量光电探测器,7-第一激光束,8-第二激光束,9-反射激光束,10-磁性微位移平台,51-第一分光镜,52-第二分光镜,101-支撑平台,102-位移装置,103-第一位移件,104-斜面,105-第二位移件,106-约束装置,107-磁性件,11-处理系统。
【具体实施方式】
[0046]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。
[0047]实施例1,磁性微位移平台式平面反射镜激光干涉仪,包括有激光源1、微动平面反射镜2、干涉测量光电探测器4、移动平面反射镜3、分光镜组5和磁性微位移平台10,所述微动平面反射镜2设置在所述磁性微位移平台10上,所述激光源I射出的激光束经所述分光镜组5后分为第一激光束7和第二激光束8,第一激光束7射向所述微动平面反射镜2,经所述微动平面反射镜2反射后再次射向所述分光镜组5,再经分光镜组5后射向所述干涉测量光电探测器4,第二激光束8射向所述移动
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