[实用新型]一种用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置

说明书

一种用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置，包括测量机构、信号处理机构，所述测量机构、信号处理机构依次连接，所述测量机构安装在激光器的一侧；所述测量机构包括分光镜、检偏器一、光电探测器一、偏振分光镜一、平面反射镜一、检偏器二、光电探测器二、法拉第旋光器、角度探测单元、平面反射镜二、角锥棱镜；所述激光器、分光镜、偏振分光镜一、法拉第旋光器、角度探测单元、角锥棱镜从左至右依次设置。本实用新型所述的用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置，解决了激光干涉仪在使用过程中由于光源、环境干扰等因素导致信号存在直流漂移、幅值稳定性、相位误差等误差的问题，实现干涉仪信号的实时补偿和高精度测量，应用前景广泛。

技术领域

本实用新型涉及激光干涉仪技术领域，具体涉及一种用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置。

背景技术

激光干涉仪由于光波能够对长度基本量进行直接定义，可实现波长可溯源到长度测量基准，并通过对输出正交信号的相位解调与信号细分，可以实现纳米甚至亚纳米级精度的长度测量，是目前常用的长度大量程、高精度、非接触测量方法。

影响激光干涉仪测量精度的误差因素较多：如光源的光功率漂移，光学镜片的自身误差，光路结构设计缺陷，测量环境中温度、湿度和振动等环境变化，光电转换电路噪声，AD 频率、位数等引入的量化误差等。在实际应用中，这些因素将引入正交信号误差，对测量结果造成极大影响，因此信号误差的存在直接限制了激光干涉仪测量的使用范围。

随着现代精密测量技术的发展，工业现场、科研工作对测量精度的要求越来越高，例如在引力波探测、SPM、精密光刻等领域对激光干涉仪长度测量精度要求已达到纳米甚至皮米数量级；除此之外，测量系统的实时性、分辨力、可靠性等综合性能指标要求也在不断提升。因此对光路优化、光电转换电路优化、正交信号高精度误差的补偿修正算法和信号细分方案等提出更为严格的要求。因此，需要研发出一种用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置，以来解决上述问题。

中国专利申请号为CN201920577414.9公开了一种激光干涉仪，是通过激光束三在多组三角反射镜组二与三角反射镜组三之间的往复反射，提高了被测物在同位移量下光程变化量，增大了干涉信号变化量，提高了位移放大倍数，从而提高了位移检测精度，不具有信号误差的实时补偿的功能。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置，解决了激光干涉仪在使用过程中由于光源、环境干扰等因素导致信号存在直流漂移、幅值稳定性、相位误差等误差的问题，实现干涉仪信号的实时补偿和高精度测量，应用前景广泛。

技术方案：一种用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置，包括测量机构、信号处理机构，所述测量机构、信号处理机构依次连接，所述测量机构安装在激光器的一侧；所述测量机构包括分光镜、检偏器一、光电探测器一、偏振分光镜一、平面反射镜一、检偏器二、光电探测器二、法拉第旋光器、角度探测单元、平面反射镜二、角锥棱镜；所述激光器、分光镜、偏振分光镜一、法拉第旋光器、角度探测单元、角锥棱镜从左至右依次设置，所述分光镜一侧依次安装有检偏器一、光电探测器一，所述偏振分光镜一同一侧依次安装有检偏器二、光电探测器二并且反方向侧安装有平面反射镜一；所述角度探测单元反方向侧安装有平面反射镜二。

进一步的，上述的用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置，所述角度探测单元包括偏振分光镜二、凸透镜、位置敏感检测器，所述法拉第旋光器、偏振分光镜二、角锥棱镜从左至右依次设置，所述偏振分光镜二反方向侧依次安装有凸透镜、位置敏感检测器。

进一步的，上述的用于激光干涉仪信号误差的实时补偿装置，所述偏振分光镜二上镀有半圆形平面反射膜。

进一步的，所述角锥棱镜表面镀有半圆形的半透半反膜。