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_3

文档序号:9046857阅读:来源:国知局
平面反射镜3,经所述移动平面反射镜3反射后再次射向所述分光镜组5,经分光镜组5后射向所述干涉测量光电探测器4,第一激光束7与第二激光束8在射向所述干涉测量光电探测器4时发生干涉,所述激光干涉仪还包括有反射测量光电探测器6,所述第二激光束8在由所述移动平面反射镜3射向所述分光镜组5后还形成有反射激光束9,所述反射激光束9射向所述反射测量光电探测器6 ;
[0048]所述磁性微位移平台10,包括有支撑平台101和设置在所述支撑平台101上的位移装置102,所述支撑平台101上设置有第一位移件103,所述第一位移件103与所述位移装置102连接,所述位移装置102带动所述第一位移件103沿所述支撑平台101运动,所述第一位移件103具有一相对于其位移方向倾斜的斜面104,所述第一位移件103的斜面104上滑动设置有第二位移件105,所述第一位移件103与第二位移件105之间贴紧配合,所述支撑平台101上还设置有约束装置106,所述约束装置106限制所述第二位移件105沿所述第一位移件103位移方向上的运动,使得当第一位移件103被所述位移装置102带动而产生位移时,所述第二位移件105被所述第一位移件103带动而产生位移,所述第二位移件105的位移方向与所述第一位移件103的位移方向相垂直,所述第一位移件103的斜面104与其位移方向的夹角为A度,O < A < 45,所述第一位移件103与所述支撑平台101之间还设置有具有磁性的磁性件107,所述第二位移件105具有磁性,所述第二位移件105与所述磁性件107为异性相吸状态,所述微动平面反射镜2设置在所述第二位移件105上,随第二位移件105运动。
[0049]作为本实施例的优选方案,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7,经第一分光镜51透射形成第二激光束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8射向所述第二分光镜52,经所述第二分光镜52透射后射向所述移动平面反射镜3,经所述移动平面反射镜3反射后再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透射出的第一激光束7发生干涉,形成干涉光束后射向所述干涉测量光电探测器4,由所述移动平面反射镜3射向所述第二分光镜52的所述第二激光束8还被所述第二分光镜52反射形成所述反射激光束9。
[0050]本实施例的激光干涉仪,由于反射测量光电探测器6可以测量移动平面反射镜3反射激光束的强度,根据反射激光束的强度确定激光干涉光束的干涉状态,如此实现抗环境干扰的目的;
[0051]并且,在本实施例中,微动平面反射镜2设置在磁性微位移平台10上,支撑平台101上设置位移装置102和第一位移件103,位移装置102带动第一位移件103运动,第一位移件103具有一相对于其位移方向倾斜的斜面104,当位移装置102提供一定的位移值带动第一位移件103时,由于约束装置106的存在,此时,第二位移件105在垂直于第一位移件103位移方向上将产生一定的位移值,第二位移件105的位移值与位移装置102提供的位移值相关,还与第一位移件103斜面104的倾斜程度相关,即,设第一位移件103的斜面104与其位移方向的夹角为A度,当位移装置102提供的位移值为X时,第二位移件105产生的位移值即为Y = Xtan(A),第二位移件105的位移方向与第一位移件103的位移方向相垂直,如此,当夹角A小于45度时,将得到一个小于X值的位移值,当进一步的减小夹角A时,位移值Y也随之减小,如此,使得在本实施例的方案中,通过以行程换精度的方式,最终得到一个小于位移装置102输出位移值的第二位移件105的位移值,直接提高了本实施例磁性微位移平台的精度,也就直接提高了微动平面反射镜2的移动精度,进而提高了本申请激光干涉仪的测量精度。
[0052]作为进一步的优选方案,所述位移装置102为压电陶瓷型位移装置。压电陶瓷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位移,具有良好的往复形变恢复能力,稳定性好、精度高,如此使得本申请的位移装置102能够提供足够小的X值,进一步提高了本申请微位移平台10的精度,提高本申请激光干涉仪的测量精度。
[0053]作为进一步的优选方案,所述激光干涉仪还包括有处理系统11,所述处理系统11与所述干涉测量光电探测器4和反射测量光电探测器6电连接,通过所述处理系统11控制所述干涉测量光电探测器4和反射测量光电探测器6的启动和停止,并且使所述干涉测量光电探测器4数据和反射测量光电探测器6数据存储在所述处理系统11内,所述处理系统11还与所述磁性微位移平台10的位移装置102电连接,通过所述处理系统11控制所述位移装置102的启动和停止,所述处理系统11还与所述激光源I电连接,通过所述处理系统11控制所述激光源I的启动和停止。在本申请中,通过设置处理系统11,对干涉测量光电探测器4的数据和反射测量光电探测器6的数据进行储存,生成标定数据库,在实际测量过程中通过实时的数据与标定数据库的数据进行比对,进而判断出当前光路的干涉情况;处理系统11还与磁性微位移平台10的位移装置102电连接,根据实时的测量结果控制位移装置102的输出位移,进而实现对微动平面反射镜2位置的协调控制,提高本申请的激光干涉仪的适应性。
[0054]作为进一步的优选方案,在所述激光源1、微动平面反射镜2、干涉测量光电探测器4、分光镜组5、反射测量光电探测器6中任意两个之间的激光束设置在封闭空间内而不与外部环境空间接触。在本申请中,激光源1、微动平面反射镜2、干涉测量光电探测器4、分光镜组5和反射测量光电探测器6这些部件任意两个之间的激光束设置在封闭空间内,使得在进行测量的过程中,上述这些部件之间的激光束并不会受到环境因素的影响,进而保证了本申请激光干涉仪的测量精度。
[0055]作为进一步的优选方案,所述分光镜组5与所述移动平面反射镜3之间的激光束暴露在环境空气之中。在实际使用时,移动平面反射镜3设置在被测物体上,随被测物体运动,所以在本申请中,将分光镜组5与移动平面反射镜3之间的激光束暴露在环境空气之中,首先是使得本申请激光干涉仪结构简单,同时还方便本申请激光干涉仪的布置。
[0056]作为进一步的优选方案,所述第二位移件105与所述微动平面反射镜2为一体式结构,在本申请中,将第二位移件105和微动平面反射镜2设置为一体式结构,也就是说在本申请的方案中,将第二位移件105的一面设置为微动平面反射镜2反射面的形状,并抛光或镀膜,使该面形成反射面参与到激光干涉仪的光路反射中,如此,直接省略了传统意义上的微动平面反射镜2这一部件,也就省去了第二位移件105与微动平面反射镜2之间的配合关系,直接消除了第二位移件105与微动平面反射镜2之间配合误差的存在,所以,不仅方便了本申请激光干涉仪的光路调整工作,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。
[0057]实施例2,如图示,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:
[0058]步骤一、位置调整:调整好激光源1、微动平面反射镜2、分光镜组5、干涉测量光电探测器4、反射测量光电探测器6和移动平面反射镜3的位置;
[0059]步骤二、调整光路:启动所述激光源1,进一步精确调整微动平面反射镜2、分光镜组5、干涉测量光电探测器4、反射测量光电探测器6和移动平面反射镜3的位置,使激光干涉仪的光路达到设计要求;
[0060]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10,使第二位移件105移动,当射向所述干涉测量光电探测器4的干涉光束为最强相长干涉时停止所述磁性微位移平台10,使第二位移件105固定,记录此时反射测量光电探测器6读数和干涉测量光电探测器4读数,改变空气环境使所述反射测量光电探测器6读数变化,同时记录若干个反射测量光电探测器6读数以及对应的干涉测量光电探测器4读数,得到最强干涉数据库。
[0061]本实施例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6读数和干涉测量光电探测器4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4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6读数和干涉测量光电探测器4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,
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