一種抗干擾階梯角反射鏡激光干涉儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及激光干涉測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗干擾階梯角反射鏡激光 干涉儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光器的出現(xiàn)，使古老的干涉技術(shù)得到迅速發(fā)展，激光具有亮度高、方向性好、單 色性及相干性好等特點，激光干涉測量技術(shù)已經(jīng)比較成熟。激光干涉測量系統(tǒng)應(yīng)用非常廣 泛：精密長度、角度的測量如線紋尺、光柵、量塊、精密絲杠的檢測；精密儀器中的定位檢測 系統(tǒng)如精密機(jī)械的控制、校正；大規(guī)模集成電路專用設(shè)備和檢測儀器中的定位檢測系統(tǒng)； 微小尺寸的測量等。在大多數(shù)激光干涉測長系統(tǒng)中，都采用了邁克爾遜干涉儀或類似的光 路結(jié)構(gòu)。
[0003] 單頻激光干涉儀從激光器發(fā)出的光束，經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后由分光鏡分為兩路，并分別 從固定反射鏡和可動反射鏡反射回來會合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當(dāng)可動反射鏡移動 時，干涉條紋的光強(qiáng)變化由接受器中的光電轉(zhuǎn)換元件和電子線路等轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，經(jīng) 整形、放大后輸入可逆計數(shù)器計算出總脈沖數(shù)，再由電子計算機(jī)按計算式L=NXX/2,式 中A為激光波長（N為電脈沖總數(shù)），算出可動反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時， 要求周圍大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，各種空氣湍流都會引起直流電平變化而影響測量結(jié)果。
[0004] 單頻激光干涉儀的弱點之一就是受環(huán)境影響嚴(yán)重，在測試環(huán)境惡劣，測量距離較 長時，這一缺點十分突出。其原因在于它是一種直流測量系統(tǒng)，必然具有直流光平和電平零 漂的弊端。激光干涉儀可動反光鏡移動時，光電接收器會輸出信號，如果信號超過了計數(shù)器 的觸發(fā)電平則就會被記錄下來，而如果激光束強(qiáng)度發(fā)生變化，就有可能使光電信號低于計 數(shù)器的觸發(fā)電平而使計數(shù)器停止計數(shù)，使激光器強(qiáng)度或干涉信號強(qiáng)度變化的主要原因是空 氣湍流，機(jī)床油霧，切削肩對光束的影響，結(jié)果光束發(fā)生偏移或波面扭曲。
[0005] 單頻激光干涉儀由于測量結(jié)構(gòu)的問題，其測量精度受限于激光的波長，其精度一 般只能為其波長的整數(shù)倍，很難再進(jìn)行提升，同時測量環(huán)境的變化對測量結(jié)果有較大影響。 隨著工業(yè)生產(chǎn)對精密測量的要求越來越高，對測量儀器的測量精度提出了更高的要求。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有激光干涉儀測量精度僅可測量獲取激光干涉中 整數(shù)倍波長，測量精度難以提升的弊端，在現(xiàn)有邁克爾遜激光干涉儀的基礎(chǔ)上，結(jié)合微位移 結(jié)構(gòu)，除了能夠獲得移動角反射鏡整數(shù)倍于激光波長的移動距離部分外，還能測量得到小 于激光波長的移動距離部分，因此該激光干涉儀大大提高傳統(tǒng)激光干涉測量儀的測量精 度。同時由于多光路干涉狀態(tài)交替變換，對測量光路的環(huán)境變化有更高的抗干擾能力。
[0007] 為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種抗干擾階梯角反射鏡激光干涉儀，包括激光源、分光鏡、階梯型角反射鏡、移 動角反射鏡、光電探測器組以及微動平臺，所述激光源包括n個平行激光束，其中n多2,所 述光電探測器組包括n個光電探測器；所述階梯型角反射鏡的兩反射面成直角，每個反射
【主權(quán)項】
1. 一種抗干擾階梯角反射鏡激光干設(shè)儀，包括激光源、分光鏡、階梯型角反射鏡、移動 角反射鏡、光電探測器組W及微動平臺，其特征在于，所述激光源包括n個平行激光束，其 中n> 2,所述光電探測器組包括n個光電探測器，所述階梯型角反射鏡包括成直角的兩反 射面，反射面為n個成階梯型的反射平面，相鄰兩個反射平面的間距等于
其 中k為自然數(shù)、A為激光源發(fā)出的激光波長；每個所述激光源發(fā)出的激光經(jīng)過所述分光鏡 反射后，分別射入對應(yīng)一個反射平面，每個所述反射平面將對應(yīng)激光束反射到對應(yīng)的所述 光電探測器組的各個光電探測器；所述激光源發(fā)出的每束激光經(jīng)過所述分光鏡透射后，分 別入射到所述移動角反射鏡后再反射到對應(yīng)的光電探測器組的各個光電探測器；所述階梯 型角反射鏡連接在所述微動平臺上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾階梯角反射鏡激光干設(shè)儀，其特征在于，所述微動平 臺為壓電陶瓷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾階梯角反射鏡激光干設(shè)儀，其特征在于，所述激光源 生成的多束平行激光中，相鄰激光的間距為激光波長的整數(shù)倍。
【專利摘要】本實用新型涉及激光干涉測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗干擾階梯角反射鏡激光干涉儀，包括激光源、分光鏡、階梯型角反射鏡、移動角反射鏡、光電探測器組以及微動平臺，階梯平面角反射鏡的反射面為n個階梯平面，相鄰兩個反射平面間距為(k為自然數(shù))，所述激光源可以生成多束平行激光，所述光電探測器組有n個光電探測器，激光干涉測量過程中，n個光電探測器將交替處于激光最強(qiáng)干涉狀態(tài)或最弱干涉狀態(tài)，測量精度可以達(dá)到同時對于測量過程中嚴(yán)格滿足多光路干涉狀態(tài)交替變化的情況才對其進(jìn)行計數(shù)，即在多光路干涉測量中引入交流信號，將傳統(tǒng)的激光干涉測量中直流電平的測量轉(zhuǎn)換為交流信號的測量，提高了干涉儀的抗干擾能力。
【IPC分類】G01B9-02
【公開號】CN204495277
【申請?zhí)枴緾N201520182495
【發(fā)明人】張白, 毛建東, 康學(xué)亮
【申請人】北方民族大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月30日