共光路三自由度激光測(cè)量系統(tǒng)
本文選題:共光路 + 激光。 參考:《光電工程》2017年08期
【摘要】:基于邁克爾遜干涉原理和激光自準(zhǔn)直原理,采用共光路布局,研制了能對(duì)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)同時(shí)進(jìn)行一維位移和二維角度測(cè)量的三自由度激光測(cè)量系統(tǒng)。在位移測(cè)量中,采用光程差放大技術(shù),并結(jié)合偏振干涉技術(shù)和信號(hào)差分處理,得到高質(zhì)量的位移輸出信號(hào)和高分辨力的位移測(cè)量結(jié)果。在角度測(cè)量中,運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)的偏擺和俯仰運(yùn)動(dòng)會(huì)引起固定在工作臺(tái)上的反射鏡位置變化。入射光被反射鏡反射,并被四象限探測(cè)器探測(cè),根據(jù)四象限探測(cè)器上的光斑位置變化,獲得偏擺角和俯仰角的變化值。對(duì)研制的系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性和分辨力測(cè)試,同時(shí)與英國(guó)雷尼紹XL-80激光干涉儀進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:測(cè)量系統(tǒng)的位移分辨力為0.8 nm,角度分辨力為0.2″;在50 mm的測(cè)量范圍內(nèi),與雷尼紹XL-80激光干涉儀測(cè)量值相比,系統(tǒng)的位移最大偏差小于100 nm,偏擺角最大偏差為0.5″,俯仰角最大偏差為0.4″。
[Abstract]:Based on Michelson interference principle and laser self-collimation principle, a three-degree-of-freedom laser measurement system is developed, which can measure the one-dimensional displacement and two-dimensional angle of the moving table simultaneously. In the displacement measurement, high quality displacement output signal and high resolution displacement measurement result are obtained by using optical path difference amplification technique, polarization interferometry and signal differential processing. In angle measurement, the deflection and pitching movement of the moving table cause the change of the mirror position fixed on the table. The incident light is reflected by the reflector and detected by the four-quadrant detector. According to the change of the spot position on the four-quadrant detector, the variation values of the deflection angle and the pitch angle are obtained. The stability and resolution of the system were tested and compared with Renishaw XL-80 laser interferometer. The experimental results show that the displacement resolution of the system is 0.8 nm and the angular resolution is 0.2 ". The maximum deviation of displacement is less than 100 nm, the maximum deviation of deflection angle is 0.5 ", and the maximum deviation of pitch angle is 0.4".
【作者單位】: 合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院;合肥工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與應(yīng)用物理學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51475131)
【分類號(hào)】:TH744.5
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本文編號(hào):2067594
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