[发明专利]一种基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装装置及方法

说明书

本发明为解决实际光束光轴的定位精度低的问题，提出一种基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装装置及方法，其中装置包括激光光源、CQP系统、数据处理单元、参考标准件和三坐标测量机，CQP系统包括一个分束镜和两个探测器；三坐标测量机用于测量参考标准件的位置信息。根据CQP系统输出信号调节光束至与CQP主轴重合，采用三坐标测量机计算CQP系统主轴与参考标准件的相对位置关系；将CQP系统放置在目标安装位置，根据实际光轴位置结合相对位置关系，采用三坐标测量机计算参考标准件的安装位置，并将参考标准件安装在相应位置；调节实际光束光轴与CQP系统的主轴重合，完成激光干涉仪与光轴精密定位调装。

技术领域

本发明涉及光学精密测量技术领域，更具体地，涉及一种基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装装置及方法。

背景技术

激光干涉仪在基础前沿、航空航天、空间引力波探测以及尖端精密制造等方面均有重要的应用，其中空间引力波探测对光学干涉仪测量系统的需求更是达到了皮米量级，高精度的超稳光学平台是光学干涉仪的重要组成部分，因此对干涉仪光学平台上的光学元件以及激光光轴进行精密的定位和调装具有重要意义。

目前常用的高精度光学干涉仪、调装光学镜片的制作方法是利用三坐标测量机的探头对光学元件的表面进行接触测量，通过探头返回的点数据对是通过对光学元件位置的测量，来确定光束的光轴位置，但是由于光学元件表面加工精度的影响，难以保证光束经过光学元件反射或透射后实际光束光轴的定位精度。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的光束经过光学元件反射或透射后实际光束光轴的定位精度低的缺陷，提供一种基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装装置，以及一种基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装装置，包括激光光源、调制单元、CQP系统、参考标准件和三坐标测量机，其中：

所述CQP(calibrated quadrant photodiode pair，校准四象限对)系统包括一个分束镜和两个探测器；

所述三坐标测量机用于测量所述参考标准件的位置信息；

调节所述激光光源与所述CQP系统的位置使激光光束光轴与所述CQP系统的主轴重合，采用所述三坐标测量机计算所述CQP系统主轴与所述参考标准件的相对位置关系；在安装激光干涉仪上的光学元件时，将CQP系统放置在目标安装位置，根据设计光轴位置结合所述相对位置关系，采用所述三坐标测量机计算所述参考标准件的安装位置，并将所述参考标准件安装在相应位置；调节激光干涉仪中的光学元件使实际光束光轴与所述CQP系统的主轴重合，完成激光干涉仪与光轴精密定位调装。

作为优选方案，探测器包括QPD(quadrant photodiode，四象限光电探测器)。

作为优选方案，所述两个探测器距离所述分束镜的分束面的光程不相等。

作为优选方案，所述装置还包括调制单元和数据处理单元，激光光源出射的激光光束经调制单元的功率调制后输入CQP系统中。调制后的激光光束经分束镜分束后以不同角度入射至两个探测器中，探测器分别将输出信号发送至数据处理单元中进行处理，得到解调后的输出信号，能够有效避免低频测量噪声。

作为优选方案，所述装置还包括基底，所述CQP系统、参考标准件设置在所述基底上。

本发明还提出一种基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装方法，应用于上述任一技术方案提出的基于CQP的激光干涉仪与光轴精密定位调装装置，具体包括以下步骤：

S1：调节所述激光光源与所述CQP系统的位置使激光光束光轴与所述CQP系统的主轴重合；