[发明专利]一种二维光栅测量系统

摘要

本发明提出一种二维光栅测量系统，利用四个角锥镜，采用垂直入射和倾斜入射两种方式相结合，垂直入射的+1级衍射光和‑1级衍射光进行干涉，倾斜入射的+1级衍射光和‑1级衍射光进行干涉，根据这两路干涉信号获取被测光栅的二维位移信号。当在运动台上合理布局多个测量探头时，即可获取运动台高精度、高稳定性六自由度数据。本专利公布的光栅读头，具有体积小，结构简单，可进行二维测量等特点。

主权项

1.一种二维光栅测量系统，其特征在于，包括：光源，用于发出测量光束；参考光栅，设置于所述光源发出的测量光束路径上，所述测量光束经过参考光栅衍射成零级光、+1级衍射光和‑1级衍射光；被测光栅，与所述参考光栅平行设置，所述零级光垂直入射所述被测光栅并产生零级光衍射光束，所述+1级衍射光和‑1级衍射光入射被测光栅分别产生衍射光束；第一角锥棱镜和第二角锥棱镜，分别设置于所述零级光衍射光束路径上，其产生偏移光束后再次入射至被测光栅并产生零级光偏移衍射光；第一探测器，设置于所述零级光偏移衍射光路径上；第三角锥棱镜和第四角锥棱镜，分别设置于所述+1级衍射光和‑1级衍射光入射被测光栅产生的衍射光束路径上，其产生偏移光束后垂直入射至所述被测光栅后再次产生衍射，所述衍射光束入射至参考光栅产生衍射，分别形成+1级偏移衍射光和‑1级偏移衍射光；第二探测器，设置于所述+1级偏移衍射光和‑1级偏移衍射光路径上；所述第一探测器上两束零级光偏移衍射光产生干涉，所述干涉信号包含被测光栅沿X向的位移信息，所述第二探测器上的+1级偏移衍射光和‑1级偏移衍射光产生干涉，其干涉信号包含被测光栅沿X向和Z向的位移信息。