[发明专利]用于滚转角和直线度测量的激光干涉系统

摘要

本发明涉及一种用于滚转角和直线度测量的激光干涉系统，让角位移的信息量在两束频率不同的激光的光程差中体现出来，实现滚转角与直线度的测量，通过分光器件，使两束激光在同一个系统中分别携带不同的光学信息，以此反映出滚转角与直线度的变化，实现同一系统滚转角和直线度的测量。测量精度达到纳米级，测量结果可以直接溯源，结构简单且稳定可靠。

主权项

1.一种用于滚转角和直线度测量的激光干涉系统，两个大小对称的直角三棱镜，将两个直角三棱镜的直角边长度相等的平面相互胶合，胶合面上镀有一层偏振分光膜PBS构成Koster棱镜，其特征在于，Koster棱镜、第一1/4波片、两个相同斜面的楔角棱镜上下胶合而成的楔角棱镜及两个同样大小与性质的楔角反射镜上下胶合而成楔角反射镜依次上下对称放置在同一光轴上；第一激光源的光束从Koster棱镜的第一直角三棱镜的斜面入射到Koster棱镜的偏振分光膜上，并同时激光源提供参考电信号到第一相位计；偏振分光膜将光束分为两束偏振方向相互正交的p光和s光，其中p光的振动方向平行于入射面，s光的振动方向垂直于入射面，p光和s光分别经由第二直角三棱镜的斜面和第一直角三棱镜的斜面反射，从两个直角三棱镜组成的直角面射出Koster棱镜，依次经过第一1/4波片到达楔角棱镜两个斜面，经过楔角棱镜内部折射出射到楔角反射镜两个斜面，再经过楔角反射镜反射原路返回，再进入Koster棱镜被合光后从第二直角三棱镜的斜面出射到角隅棱镜后经过反射输出高度不同的平行光，平行光再次进入Koster棱镜分光进入第一1/4波片、楔角棱镜和楔角反射镜后返回进入Koster棱镜合光从第一直角三棱镜的斜面出射通过第一起偏器后，由第一光电检测器接收，转变成为测量电信号进入第一相位计，楔角棱镜沿光轴前后移动，根据第一相位计得到的测量电信号与参考电信号之间的相位差测得；第二激光源的光束从Koster棱镜的第二直角三棱镜的斜面入射到Koster棱镜的偏振分光膜上，并同时激光源提供参考电信号到第二相位计；经过Koster棱镜分光后从两个直角三棱镜组成的直角面射出Koster棱镜，依次经过第一1/4波片到达楔角棱镜两个斜面，经过楔角棱镜内部折射出射到楔角反射镜两个斜面，再经过楔角反射镜反射原路返回，再进入Koster棱镜被合光后从第一直角三棱镜的斜面出射到第二1/4波片线偏振光转变为圆偏振光后进入角隅棱镜经过反射输出高度不同的平行光再经过第二1/4波片圆偏振光转变为线偏振光后，再次进入Koster棱镜分光进入第一1/4波片、楔角棱镜和楔角反射镜后返回进入Koster棱镜合光从第二直角三棱镜的斜面出射通过第二起偏器后，由第二光电检测器接收，转变成为测量电信号进入第二相位计，楔角棱镜绕光轴方向产生滚转角，根据第二相位计得到的测量电信号与参考电信号之间的偏移量测得。