[发明专利]一种激光干涉仪测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种激光干涉仪测量系统，其特征在于，包括：

激光器，发出激光；

由两个相互垂直的长条平面镜组成的直角长条反射镜，安装在载物台侧面，所述直角长条反射镜的两个反射面与载物台水平面成45°，所述激光沿水平方向入射到所述直角长条反射镜，经过所述两个反射面的反射后出射形成测量光；

接收器模块，包括探测器和折射薄膜，所述折射薄膜覆盖所述探测器，所述测量光的第一部分入射到所述折射薄膜的上表面，形成第一相干光；

镜组模块，包括至少一个平面反射镜，为第一平面反射镜，所述测量光的第二部分通过所述镜组模块的至少一次反射后，入射到所述折射薄膜的上表面，形成第二相干光，所述第一相干光与所述第二相干光在所述折射薄膜上的位置相同；

所述第一相干光和所述第二相干光经过所述折射薄膜折射后在所述折射薄膜底面发生干涉，形成干涉条纹，所述干涉条纹被所述探测器探测。

2.根据权利要求1所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述测量光被所述折射薄膜分为两部分，所述测量光的第二部分经过所述折射薄膜反射后再入射到所述镜组模块。

3.根据权利要求2所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述接收器模块还包括一个第二平面反射镜，所述测量光经过所述第二平面反射镜反射后，再入射到所述折射薄膜的上表面。

4.根据权利要求1所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述折射薄膜的上表面与所述水平面成45°，所述测量光的第一部分以45°入射角入射到所述折射薄膜的上表面，所述测量光的第二部分通过所述镜组模块的至少一次反射后沿原路返回后，以45°入射角入射到所述折射薄膜的上表面。

5.根据权利要求1所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述镜组模块还包括分光镜、偏振分光镜和四分之一波片，所述接收器模块还包括第二平面反射镜，所述测量光通过所述分光镜分为两部分，所述测量光的第二部分经过所述偏振分光镜反射后通过所述四分之一波片入射到所述第一反射镜形成反射光，所述反射光经所述第一反射镜反射后沿原路返回，通过所述四分之一波片后入射到所述偏振分光镜，经所述偏振分光镜透射后入射到所述折射薄膜，形成所述第二相干光。

6.根据权利要求1所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述激光是双频激光。

7.根据权利要求6所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述镜组模块还包括第一偏振分光镜、第二偏振分光镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片和第二平面反射镜，所述测量光经所述第一偏振分光镜分为两部分，所述测量光的第一部分为第二偏振光，所述测量光的第二部分为第一偏振光。

8.根据权利要求7所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述第一偏振光经所述第一平面反射镜反射后入射到所述折射薄膜，形成所述第二相干光。

9.根据权利要求7所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述第二偏振光依次经过所述第二偏振分光镜、第一四分之一波片、第二平面反射镜后沿原路返回，再依次经过所述第二偏振分光镜和所述第二四分之一波片后入射到所述折射薄膜，形成所述第一相干光。

10.根据权利要求5或6所述的激光干涉仪测量系统，其特征在于，所述折射薄膜上表面涂有透射膜。

11.一种激光干涉仪测量方法，其特征在于，包括：

激光器发出激光；

由两个相互垂直的长条平面镜组成的直角长条反射镜安装在载物台侧面，所述直角长条反射镜的两个反射面与载物台水平面成45°，所述激光沿水平方向入射到所述直角长条反射镜，经过所述两个反射面的反射后出射形成测量光；

包括探测器和折射薄膜的接收器模块，所述折射薄膜覆盖所述探测器，所述测量光的第一部分入射到所述折射薄膜的上表面，形成第一相干光；

包括至少第一平面反射镜的镜组模块，所述测量光的第二部分通过所述镜组模块的至少一次反射后，入射到所述折射薄膜的上表面，形成第二相干光，所述第一相干光与所述第二相干光在所述折射薄膜上的位置相同；

所述第一相干光和所述第二相干光经过所述折射薄膜折射后在所述折射薄膜底面发生干涉，形成干涉条纹，所述干涉条纹被所述探测器探测；

根据所述干涉条纹的频率计算所述载物台的垂向运动速率，获得载物台垂向位移。