[发明专利]基于双标准光轴的角位移激光干涉仪校准方法与装置

权利要求书

1.一种基于双标准光轴的角位移激光干涉仪校准方法，其特征在于该方法步骤如下：

(1)标准激光干涉仪激光器的输出光经双轴中空激光干涉镜组形成相互平行的两条标准测量光束，并都入射到有中间孔的平面镜上，在垂直于两条标准测量光束的平面内，第一条与第二条标准测量光束投影位置点之间的连接线段M长为A，每条标准测量光束中带有平面镜位移信息的部分光被反射回双轴中空激光干涉镜组后，根据从双轴中空激光干涉镜组中获得的干涉信号，得到连接线段M所在直线与有中间孔的平面镜入射面夹角的变化值arctan((a₁-a₂)/A)，其中，a₁和a₂分别为有中间孔的平面镜上第一条和第二条标准测量光束入射区域的线位移测量值；

(2)被校准激光干涉仪激光器的输出光经被校准激光干涉仪干涉镜组形成相互平行的两条被校准激光干涉仪测量光束，被校准激光干涉仪两条测量光束都穿过双轴中空激光干涉镜组的中间通孔，与两条标准测量光束平行，并都入射到被校准激光干涉仪平面反射镜上，在垂直于两条标准测量光束的平面内，第一条与第二条被校准激光干涉仪测量光束投影位置点之间的连接线段m长为B，连接线段m与连接线段M共线，两条带有被校准激光干涉仪平面反射镜位移信息的被校准激光干涉仪测量光束反射回被校准激光干涉仪干涉镜组后，根据从被校准激光干涉仪干涉镜组中获得的干涉信号，得到连接线段m所在直线与被校准激光干涉仪平面反射镜入射面夹角的变化值arctan((b₁-b₂)/B)，其中，b₁和b₂分别为被校准激光干涉仪平面反射镜上第一条和第二条被校准激光干涉仪测量光束入射区域的线位移测量值；

(3)运动台进行任意旋转方向的小角度偏摆并伴有在垂直于标准测量光束的平面内任意二维方向的衍生位移，以匀速或非匀速采样速率，同步采样标准激光干涉仪夹角变化值arctan((a₁-a₂)/A)和被校准激光干涉仪夹角变化值arctan((b₁-b₂)/B)，将两夹角变化值作差arctan((a₁-a₂)/A)-arctan((b₁-b₂)/B)，最终得到一系列角位移校准测量误差值。

2.一种基于双标准光轴的角位移激光干涉仪校准装置，包括标准激光干涉仪激光器(1)和配置在可接收平行标准测量光束(3、4)对应的干涉信号位置上的接收器(6)，导线将接收器(6)与标准激光干涉仪信号处理系统(7)连接；其特征在于在标准激光干涉仪激光器(1)输出光路上配置有中间通孔(12)的可以让被校准激光干涉仪测量光束(10、11)穿过的双轴中空标准激光干涉镜组(2)；双轴中空标准激光干涉镜组(2)一侧配置导轨(17)，运动台(16)配装在导轨(17)上，在运动台(16)上安装有中间孔的平面镜(5)，在平面镜(5)中间孔内安装被校准激光干涉仪平面反射镜(13)，被校准激光干涉仪平面反射镜(13)和有中间孔的平面镜(5)组成入射面共面并且相对位置固定的目标反射镜；在双轴中空标准激光干涉镜组(2)另一侧配置被校准激光干涉仪干涉镜组(9)和被校准激光干涉仪激光器(8)，所述被校准激光干涉仪干涉镜组(9)位于被校准激光干涉仪激光器(8)输出光路上；被校准激光干涉仪接收器(14)配置在可接收被校准激光干涉仪干涉信号的位置上，导线将被校准激光干涉仪接收器(14)与被校准激光干涉仪信号处理系统(15)连接。

3.根据权利要求2所述的基于双标准光轴的角位移激光干涉仪校准装置，其特征在于所述的双轴中空标准激光干涉镜组(2)的中间通孔(12)包括任意形状，数目是一个或一个以上。

4.根据权利要求2所述的基于双标准光轴的角位移激光干涉仪校准装置，其特征在于所述的每条平行标准测量光束(3、4)和每条被校准激光干涉仪测量光束(10、11)分别被有中间孔的平面镜(5)和被校准激光干涉仪平面反射镜(13)反射一次或一次以上。

5.根据权利要求2所述的基于双标准光轴的角位移激光干涉仪校准装置，其特征在于所述的标准激光干涉仪接收器(6)和被校准激光干涉仪接收器(14)的数目分别是一个或一个以上。