[发明专利]一种基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置

权利要求书

1.一种基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，包括光源组件、光路组件、光电接收模块和信号处理模块；

所述光源组件用以产生两束重合、偏振正交且具有固定频差的偏振光作为测量光束；

所述光路组件包括第一反射棱镜、反射式光栅、第二反射棱镜、第三反射棱镜和偏振分束光栅；

所述光源组件发出测量光束到第一反射棱镜，所述第一反射棱镜设于光源组件的出射光路上，第一反射棱镜用以将测量光束反射至反射式光栅，反射式光栅将测量光束分为第一衍射光和第二衍射光，第二反射棱镜和第三反射棱镜设于反射式光栅的反射光路上，第一衍射光和第二衍射光分别反射到第二反射棱镜和第三反射棱镜，第二反射棱镜和第三反射棱镜用以将第一衍射光和第二衍射光调整后入射到偏振分束光栅上；

第一衍射光入射到偏振分束光栅后产生第一S光分量和第一P光分量，第二衍射光入射到偏振分束光栅后产生第二S光分量和第二P光分量；

所述反射式光栅用以设置于移动物体表面，移动物体用以带动反射式光栅沿光栅矢量方向Y移动；

所述光电接收模块与信号处理模块电信连接，光电接收模块包括第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电接收器用以接收第一P光分量和第二S光分量并生成第一拍频信号，第二光电接收器用以接收第二P光分量和第一S光分量并生成第二拍频信号；信号处理模块用以对第一拍频信号和第二拍频信号进行差分计算，计算出位移。

2.根据权利要求1所述的基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，所述第一衍射光为-1级次，所述第二衍射光的+1级次。

3.根据权利要求1所述的基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，所述第一P光分量与所述第二S光分量的传输光程相等，所述第二P光分量与所述第一S光分量的传输光程相等。

4.根据权利要求1所述的基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，所述偏振分束光栅采用透射式偏振分束光栅结构。

5.根据权利要求1所述的基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，所述第二反射棱镜和第三反射棱镜用以将第一衍射光和第二衍射光调整后，以利特洛角入射到偏振分束光栅上。

6.根据权利要求1所述的基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，所述测量光束包括第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光为P偏振光，频率为f_A，第二偏振光为S偏振光，频率为f_B，第一偏振光和第二偏振光经第一反射棱镜反射形成第一衍射光和第二衍射光。

7.根据权利要求1所述的基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，所述第二反射棱镜和第三反射棱镜相对且平行设置，反射式光栅和偏振分束光栅相对且平行设置，第一反射棱镜位于第二反射棱镜和第三反射棱镜之间，第二反射棱镜和第三反射棱镜分别位于反射式光栅和偏振分束光栅的两侧，同时第一反射棱镜位于反射式光栅和偏振分束光栅之间，第一反射棱镜倾斜设置，用以使光源组件发出测量光束反射至反射式光栅。

8.根据权利要求7所述的基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置，其特征在于，所述第一反射棱镜与反射式光栅之间的夹角为锐角，第一反射棱镜用以使测量光束垂直入射至反射式光栅。