[发明专利]通过光学干涉方法实时读取位移转动信息的三自由度纳米定位平台

摘要

通过光学干涉方法实时读取位移转动信息的三自由度纳米定位平台，三自由度纳米定位平台包括上传动平板和下静平板，上动平板和下静平板之间有三个传动组件，三个传动组件呈120°均匀地分布在通过三个传动组件的圆周上，压电陶瓷驱动器的顶部连接下球形顶头，下球形顶头的半球形顶头嵌入上传动平板的圆弧形凹槽内，上传动平板安装在上动平板的圆槽内，弹簧平行于压电陶瓷驱动器呈120°均匀地分布在上动平板和下静平板的弹簧支架上。还包括实时读取微动倾斜平台位移角度信息的测量装置，激光器的输出激光以45度角对准反射装置的反射面垂直透射进劈尖干涉装置，劈尖干涉装置连接被测物体，待测物体放置在三自由度纳米定位平台上面。

主权项

1.通过光学干涉方法实时读取位移转动信息的三自由度纳米定位平台，其特征在于，包括一个承载被测物体并使被测物体产生位移的三自由纳米定位平台和实时读取被测位移角度信息的测量装置：该三自由度纳米定位平台包括上传动平板(2)和下静平板(8)，上动平板(2)和下静平板(8)之间有三个传动组件，三个传动组件呈120°均匀地分布在通过三个传动组件的圆周上，每个传动组件包括垂直地安装在下静平板(8)上的压电陶瓷驱动器(6)，压电陶瓷驱动器(6)的顶部连接小支矩(5)，小支矩(5)下压住下球形顶头(4)；下球形顶头(4)的半球形顶头嵌入上传动平板(3)的圆弧形凹槽内，下球形顶头(4)与所述的圆弧形凹槽顶部相切，下球形顶头(4)与所述的圆弧凹槽在剖面上的圆心的连线垂直于下静平板(8)；上传动平板(3)安装在上动平板(2)的圆槽内，弹簧(7)平行于压电陶瓷驱动器(6)呈120°均匀地分布在上动平板(2)和下静平板(8)的弹簧支架(1)上；所述的测量装置，包括为测量装置提供稳定的单色相干光源的激光器(9)，激光器(9)的输出激光以45度角对准反射镜(12)的反射面，输出激光经反射装置(12)反射射垂直透射进劈尖干涉装置，形成光路(121)，光路(121)对准劈尖干涉装置的玻璃劈尖；劈尖干涉装置(10)的玻璃劈尖连接被测物体(11)，待测物体(11)放置在所述的三自由度纳米定位平台上，三自由度纳米定位平台连接稳压电源；沿着第一光路(121)入射的激光透射通过劈尖干涉装置(10)在玻璃劈尖的上表面会形成干涉条纹，接着将干涉图像通过反射镜(12)、第二光路(122)传送至透镜组(13)，再输出至CMOS成像(14)，从而获得完整的激光干涉图像；CMOS成像(14)的输出端连接数据处理系统(15)；数据处理系统(15)根据微位移测量模型计算被侧物体的微量位移，所述的微位移测量模型是：其中，I_inter为干涉强度，I_R1为反射光的光强，λ为入射光波长，n为介质折射率，d_k为第k级干涉条纹对应位置介质上下界面之间的厚度，L为玻璃劈尖长度，Δl为介质上表面第k级干涉条纹将向前移动的距离。