氣壓梯度等情況,以單點(diǎn)參數(shù)修正激光波長(zhǎng)將存在較大誤差。
[0025]所以,基于上述原因,在本申請(qǐng)中,在測(cè)量過(guò)程中檢測(cè)當(dāng)前測(cè)量環(huán)境下,激光的環(huán)境等效波長(zhǎng)λ’,所以直接避免了不同區(qū)域空氣折射率不同而帶來(lái)的問(wèn)題,如此,減小環(huán)境因素帶來(lái)的誤差,進(jìn)而進(jìn)一步的提高了本申請(qǐng)激光干涉儀的測(cè)量精度。
[0026]本申請(qǐng)還公開(kāi)了一種用于上述激光波長(zhǎng)修正式平面反射鏡激光干涉儀的測(cè)量方法,其包括有下述步驟:
[0027]步驟一:安裝本發(fā)明所述平面反射鏡激光干涉儀;
[0028]步驟二:將測(cè)量平面反射鏡裝置設(shè)置在被測(cè)物體上;
[0029]步驟三:調(diào)試本發(fā)明所述角反射鏡激光干涉儀,使形成符合要求的光路,并且,使第一激光束與第二激光束處于干涉狀態(tài);
[0030]步驟四:開(kāi)始測(cè)量工作前,啟動(dòng)精密位移裝置,使測(cè)量平面反射鏡產(chǎn)生位移,所述測(cè)量平面反射鏡的位移方向與被測(cè)物體的位移方向在同一直線上,當(dāng)光電探測(cè)器檢測(cè)到最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉時(shí),停止精密位移裝置,并將光電探測(cè)器計(jì)數(shù)清零;
[0031]步驟五:開(kāi)始測(cè)量工作,被測(cè)物體開(kāi)始移動(dòng),光電探測(cè)器記錄第一激光束與第二激光束最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉的次數(shù)N;
[0032]步驟六:被測(cè)物體位移結(jié)束,處于靜止?fàn)顟B(tài),再次啟動(dòng)精密位移裝置,使測(cè)量平面反射鏡產(chǎn)生位移,所述測(cè)量平面反射鏡的位移方向與被測(cè)物體的位移方向在同一直線上,當(dāng)光電探測(cè)器再次檢測(cè)到最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉時(shí),停止所述精密位移裝置,使測(cè)量平面反射鏡停止;
[0033]步驟七:讀取精密位移裝置為所述測(cè)量平面反射鏡提供的位移值A(chǔ)L;
[0034]步驟八:記錄測(cè)量過(guò)程中光電探測(cè)器記錄的最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉次數(shù)N和測(cè)量平面反射鏡位移值A(chǔ)L。
[0035]步驟九:再次啟動(dòng)精密位移裝置,移動(dòng)測(cè)量平面反射鏡,使光電探測(cè)器記錄最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉的次數(shù)M(M為正整數(shù)),并讀取Μ次最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉對(duì)應(yīng)的測(cè)量平面反射鏡位移值Z。根據(jù)Ζ=ΜΧλ’/2,得出當(dāng)前測(cè)量環(huán)境下,激光的等效波長(zhǎng)λ’=2Ζ/Μ。
[0036]步驟十:計(jì)算被測(cè)物體的位移值。
[0037]若位移AL與被測(cè)物體的位移方向相同,則,被測(cè)物體實(shí)際產(chǎn)生的位移值L= Ν Xλ72+(λ’/2-Λυ,其中Λ?<λ’/2,式中λ’為激光等效波長(zhǎng);
[0038]若位移AL與被測(cè)物體的位移方向相反,則,被測(cè)物體實(shí)際產(chǎn)生的位移值L= NXλ’/2+AL,其中Λ?<λ’/2,式中λ’為激光等效波長(zhǎng)。
[0039]本申請(qǐng)的測(cè)量方法,由于將測(cè)量平面反射鏡位移值A(chǔ)L補(bǔ)充入被測(cè)物體的位移值中,直接提高了被測(cè)物體位移的測(cè)量精度。同時(shí),通過(guò)檢測(cè)測(cè)量環(huán)境中的等效波長(zhǎng)λ’,即對(duì)激光的波長(zhǎng)進(jìn)行修正,如此減小環(huán)境因素帶來(lái)的誤差,進(jìn)而進(jìn)一步的提高了本申請(qǐng)激光干涉儀的測(cè)量精度。
[0040]作為本申請(qǐng)的優(yōu)選方案,所述步驟四至步驟九中,所述最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉還可以是最弱相消干涉。在本方案中,在進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中,光電探測(cè)器是記錄第一激光束與第二激光束最弱相消干涉的次數(shù),如此依然可以得到一個(gè)精度較高的被測(cè)物體的位移值L。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果:
[0042]1、將被測(cè)物體實(shí)際位移中超出半個(gè)激光波長(zhǎng)的小數(shù)部分AL也測(cè)量出來(lái)補(bǔ)充到位移檢測(cè)結(jié)果中,進(jìn)而使得本申請(qǐng)的激光干涉儀所測(cè)量得到的位移結(jié)果更加精確,其精度高于半個(gè)激光波長(zhǎng),具體取決于精密位移裝置所能提供的位移精度;
[0043]2、檢測(cè)測(cè)量環(huán)境中激光的等效波長(zhǎng)λ’,對(duì)激光波長(zhǎng)進(jìn)行修正,如此,減小環(huán)境因素帶來(lái)的誤差,進(jìn)而進(jìn)一步的提高了本申請(qǐng)激光干涉儀的測(cè)量精度。
【附圖說(shuō)明】
:
[0044]圖1為本發(fā)明激光干涉儀結(jié)構(gòu)的光路示意圖;
[0045]圖2為本發(fā)明中測(cè)量平面反射鏡與第二位移件為一體式結(jié)構(gòu)的示意圖,
[0046]圖中標(biāo)記:
[0047]1-激光源,2-固定平面反射鏡,3-光電探測(cè)器,4-測(cè)量平面反射鏡裝置,5-分光鏡,6-測(cè)量平面反射鏡,7-精密位移裝置,8-第一激光束,9-第二激光束,10-被測(cè)物體,11-支撐平臺(tái),12-驅(qū)動(dòng)裝置,13-第一位移件,14-第二位移件,15-斜面,16-約束裝置,17-磁性件。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0049]實(shí)施例1,
[0050]如圖1、2所示,一種激光波長(zhǎng)修正式平面反射鏡激光干涉儀,包括激光源1、固定平面反射鏡2、光電探測(cè)器3、測(cè)量平面反射鏡裝置4和分光鏡5,所述測(cè)量平面反射鏡裝置4包括測(cè)量平面反射鏡6和精密位移裝置7,所述激光源1射出的激光束經(jīng)所述分光鏡5后分為第一激光束8和第二激光束9,第一激光束8射向所述固定平面反射鏡2,經(jīng)所述固定平面反射鏡2反射后再次射向所述分光鏡5,再經(jīng)分光鏡5后射向所述光電探測(cè)器3,第二激光束9射向所述測(cè)量平面反射鏡6,經(jīng)所述測(cè)量平面反射鏡6反射后再次射向所述分光鏡5,經(jīng)分光鏡5后射向所述光電探測(cè)器3,第一激光束8與第二激光束9在射向所述光電探測(cè)器3時(shí)發(fā)生干涉,所述測(cè)量平面反射鏡6設(shè)置在所述精密位移裝置7上,所述精密位移裝置7設(shè)置在被測(cè)物體10上,所述精密位移裝置7為所述測(cè)量平面反射鏡6提供與被測(cè)物體10位移同向或反向的位移。
[0051 ]本實(shí)施例中,由于將測(cè)量平面反射鏡6設(shè)置在精密位移裝置7上,而精密位移裝置7設(shè)置在被測(cè)物體10上,當(dāng)被測(cè)物體10發(fā)生位移時(shí),被測(cè)物體10帶動(dòng)精密位移裝置7,進(jìn)而帶動(dòng)測(cè)量平面反射鏡6,如此,當(dāng)被測(cè)物體10發(fā)生位移時(shí),在位移過(guò)程中,由于第二激光束9光程的變化,使得第一激光束8與第二激光束9的干涉狀態(tài)也隨之變化,開(kāi)始測(cè)量工作前,啟動(dòng)精密位移裝置7,使測(cè)量平面反射鏡6產(chǎn)生位移,所述測(cè)量平面反射鏡6的位移方向與被測(cè)物體10的位移方向在同一直線上,當(dāng)光電探測(cè)器3檢測(cè)到最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉時(shí),停止精密位移裝置7,并將光電探測(cè)器3計(jì)數(shù)清零,然后再開(kāi)始測(cè)量被測(cè)物體10的位移,在第一激光束8與第二激光束9干涉狀態(tài)變化過(guò)程中,光電探測(cè)器3記錄最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉的次數(shù)N,當(dāng)被測(cè)物體10移動(dòng)結(jié)束,處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),光電探測(cè)器3停止計(jì)數(shù);此時(shí),通過(guò)精密位移裝置7使測(cè)量平面反射鏡6在被測(cè)物體10的位移方向上移動(dòng),并觀測(cè)光電探測(cè)器3,當(dāng)光電探測(cè)器3檢測(cè)到最強(qiáng)相長(zhǎng)干涉時(shí),停止精密位移裝置7,并讀取精密位移裝置7為測(cè)量平面反射鏡6提供的位移值A(chǔ)L。
[0052]若位移AL與被測(cè)物體10的位移方向相同,則,被測(cè)物體10實(shí)際產(chǎn)生的位移值L = NXλ/2+(λ/2_Λυ,其中Λ?<λ/2,式中λ為激光波長(zhǎng);
[0053 ]而,若位移AL與被測(cè)物體10的位移方向相反,則,被測(cè)物體10實(shí)際產(chǎn)生的位移值L= NXA/2+AL,其中Λ?<λ/2,式中λ為激光波長(zhǎng)。
[0054]如此,通過(guò)上述結(jié)構(gòu),將被測(cè)物體10實(shí)際位移中超出半個(gè)激光波長(zhǎng)的小數(shù)部分AL也測(cè)量出來(lái)并補(bǔ)充到位移檢測(cè)結(jié)果中,進(jìn)而使得本申請(qǐng)的激光干涉儀所測(cè)量得到的位移結(jié)果更加精確,其精度高于半個(gè)激光波長(zhǎng),具體取決于精密位移裝置7所能提供的位移精度。
[0055]實(shí)施例2,
[0056]如圖1、2所示,如實(shí)施例1所述的激光干涉儀,所述精密位移裝置7包括支撐平臺(tái)11和設(shè)置在所述支撐平臺(tái)11上的驅(qū)動(dòng)裝置12,所述支撐平臺(tái)11與所述被測(cè)物體10相配合,所述驅(qū)動(dòng)裝置12為所述測(cè)量平面反射鏡6提供在被測(cè)物體10位移方向上的位移,所述驅(qū)動(dòng)裝置12為壓電陶瓷型驅(qū)動(dòng)裝置。
[0057]在本實(shí)施例中,采用的壓電陶瓷型驅(qū)動(dòng)裝置12為能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料,其在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的形變量很小,最多不超過(guò)本身尺寸的千萬(wàn)分之一的微小位移,具有良好的往復(fù)形變恢復(fù)能力,穩(wěn)定性好、精度尚,進(jìn)一步提尚了本實(shí)施例中精密位移裝置7的精度。
[0058]實(shí)施例3,
[0059]如圖1、2所示,如實(shí)施例2所述的激光干涉儀,所述精密位移裝置7還包括設(shè)置在所述支撐平臺(tái)11上的第一位移件13和設(shè)置在所述第一位移件13上的第二位移件14,所述驅(qū)動(dòng)裝置12與所述第一位移件13相配合,為所述第一位移件13提供沿所述支撐平臺(tái)11的位移,所述第一位移件13具有一相對(duì)于其位移方向傾斜的斜面15,所述第二位移件14滑動(dòng)設(shè)置在所述第一位移件13的斜面15上,使所述第二位移件14可沿所述第一位移件13的斜面15滑動(dòng),所述第一位移件13與第二位移件14之間貼緊配合,所述測(cè)量平面反射鏡6設(shè)置在所述第二位移件14上,所述支撐平臺(tái)11上還設(shè)置有約束裝置16,所述約束裝置16限制所述第二位移件14沿所述第一位移件13位移方向上的運(yùn)動(dòng),使得當(dāng)?shù)谝晃灰萍?3被所述驅(qū)動(dòng)裝置12帶動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí),所述第二位移件14被所述第一位移件13帶動(dòng)而產(chǎn)生位移,并且,所述第二位移件14的位移方向與所述第一位移件13的位移方向相垂直,所述第一位移件13的斜面