[发明专利]用于多几何误差量测量的光学装置、干涉系统及光学测量方法

权利要求书

1.一种用于多几何误差量测量的光学装置，其特征在于，所述光学装置由一干涉光学镜组

和一反射光学镜组构成，所述干涉光学镜组包括：

第一光学单元，用于测量位移X及角度Rx，Ry，Rz；

第二光学单元，用于测量直线度?Y和测量直线度?Z；

基座组件，用于与所述第一、第二光学单元连接；

所述反射镜组用于将来自所述干涉光学镜组的光束原路返回且与入射光分开一定距离。

2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于所述第一光学单元将入射光等分为五份，其中的三份光形成与X轴平行的第一入射光、第二入射光及第三入射光，利用所述第一、第二、第三入射光获得位移X及角度Rx，Ry，Rz；余下两份光分别进入第二光学单元用于测量直线度?Y和测量直线度?Z。

3.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述干涉光学镜组包括四组分光组件，一偏振分光棱镜组件，三组角锥棱镜组件和两组沃拉斯顿棱镜组件。

4.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述四组分光组件均由一三角棱镜组件和一平行四边形棱镜组件组成，所述平行四边形棱镜组件的其中一个斜面与所述三角棱镜组件的一个侧面用物理方法或其它方法胶合。

5.如权利要求4所述的光学装置，其特征在于，所述三角棱镜组件和所述平行四边形棱镜组件的紧邻面均设置一消偏振分光膜，所述平行四边形棱镜组件反射光面镀高反膜，其他工作面镀抗反射膜。

6.如权利要求5所述的光学装置，其特征在于，所述四组分光组件的设置的所述消偏振分光膜的消偏振分光膜比分别为4：1，3：1，2：1，1：1。

7.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述偏振分光棱镜组件由两个三角棱镜组成，所述两个三角棱镜的侧面用物理方法或其它方法胶合。

8.如权利要求7所述的光学装置，其特征在于，所述两个三角棱镜的紧邻面镀高消光比偏振分光膜，其余工作面镀抗反射膜。

9.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述三组角锥棱镜组件的入射面均镀抗反射膜，反射面均镀消偏振反射膜。

10.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述两组沃拉斯顿棱镜组件的工作面均镀抗反射膜。

11.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述反射光学镜组包括三组直线度反射镜组件和三组角锥棱镜反射组件。

12.如权利要求11所述的光学装置，其特征在于，所述三组直线度反射镜组件的反射面镀高反膜，所述三组角锥棱镜反射组件的入射面镀抗反射膜，反射面镀消偏振反射膜。

13.一种双频激光干涉测量系统，其特征在于，包括：

激光器，用于提供频率不同且偏振态相互垂直的一激光束；

光学装置，用于将所述激光束形成参考光和测量光，所述参考光和测量光形成一干涉信号；

激光计数卡，用于接收所述干涉信号并被转换为一位移信号；

所述光学装置采用如权利要求1至12任一项所述的结构。

14.一种用于多几何误差量测量的方法，包括：利用一激光器提供频率不同且偏振态相互垂直的一激光束，使所述激光束入射一光学装置形成参考光和测量光，所述参考光和测量光形成一干涉信号，利用所述干涉信号获得误差测量值，其特征在于，所述激光束进入所述光学装置后等分为五份，其中的三份光形成与X轴平行的第一入射光、第二入射光及第三入射光，利用所述第一、第二、第三入射光获得位移X及角度Rx，Ry，Rz；余下两份光分别用于测量直线度?Y和测量直线度?Z。

15.如权利要求14所述的用于多几何误差量测量的方法，其特征在于，所述光学装置采用如权利要求1至12任一项所述的结构。

16.如权利要求14所述的用于多几何误差量测量的方法，其特征在于，所述位移X，角度Rx，Ry，Rz的计算公式为：                                                ，，，，其中，X1为X轴平行的第一入射光的位移信号，X2为X轴平行的第二入射光的位移信号，X3为X轴平行的第三入射光的位移信号。