[发明专利]一种基于闪耀光栅的高精度滚转角干涉测量装置

摘要

本发明涉及一种基于闪耀光栅的高精度滚转角干涉测量装置，包含双频激光源、随被测件一起运动的闪耀光栅楔形平板、光干涉装置及相位检测装置。双频激光器输出包含两个频率不同且线偏振方向互相正交的分量的入射光束到光干涉装置，入射光束在光干涉装置的作用下，经闪耀光栅楔形平板两次反射，形成空间平行的四束测量光束，最后在干涉装置内形成干涉光束输出到相位检测装置，由相位检测装置检测测量光束的相位移，根据相位移与楔形平板的滚转角之间的关系确定滚转角。本发明抗干扰能力强，测量精度高；光学结构简单，光学元件少，测角分辨率可达亚微弧度，且通过采用不同光栅常数的光栅可满足不同精度测量要求。

主权项

一种基于闪耀光栅的高精度滚转角干涉测量装置，包括双频激光器、光干涉装置、随被测件一起运动的闪耀光栅楔形平板和相位检测装置,双频激光器输出两个频率不同且线偏振方向互相正交的分量入射光束到光干涉装置，双频激光器同时输出参考信号光束到相位检测装置，入射光束在干涉装置的作用下，经闪耀光栅楔形平板两次反射，形成空间平行的四束测量光束，最后在光干涉装置内形成干涉光束输出到相位检测装置，相位检测装置根据检测的测量光束中两个频率分量与参考信号相位差的变化量确定被测件的滚转角；其特征在于，所述光干涉装置包括偏振分光镜、直角棱镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片和角隅棱镜，所述偏振分光镜与直角棱镜沿一直角边胶合，第一四分之一波片位于偏振分光镜、直角棱镜与闪耀光栅楔形平板之间，第二四分之一波片位于偏振分光镜与角隅棱镜之间，所述光干涉装置从偏振分光镜第一面接收入射光(14),入射光(14)经过偏振分光镜的偏振分光面后，偏振方向正交的两个频率分量一个分量透射，形成分量透射光(15)，另一个分量反射，经直角棱镜的反射面反射后成为反射光(16)，分量透射光(15)和反射光(16)均平行光轴，在第一四分之一波片、闪耀光栅楔形平板的作用下返回，经直角棱镜反射及偏振分光面的作用后，合并为一束光束从偏振分光镜第三面出射，所述合并光束经第二四分之一波片后经角隅棱镜反射后返回，再次经过第二四分之一波片从偏振分光镜第三面入射到偏振分光镜，此入射光在偏振分光面上，出射一个频率分量反射光(19)，透射的频率分量经直角棱镜反射后成为透射光(20)，所述透射光(20)和反射光(19)与上述分量透射光(15)和分量反射光(16)，构成光干涉装置输出的空间平行的四束测量光束。