[发明专利]一种全场Z向位移测量系统

权利要求书

1.一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，包括：多普勒干涉测量模块、激光剪切散斑干涉测量模块、扩束准直模块、第一探测模块、第二探测模块、及控制模块；其中，测量光束方向为Z轴方向；

所述多普勒干涉测量模块用于测量被测目标的单点Z向绝对位移给激光剪切散斑干涉测量模块以参考；所述激光剪切散斑干涉测量模块用于实现对被测目标的全场相对位移的动态测量；所述扩束准直模块用于对多普勒干涉测量模块的测量光束、及激光剪切散斑干涉测量模块的测量光束产生激光散斑和准直；所述第一探测模块用于接收多普勒干涉测量模块发送的干涉信息；所述第二探测模块用于接收激光剪切散斑干涉测量模块发送的干涉信息；所述控制模块用于控制所述激光剪切散斑干涉测量模块实现全场动态测量。

2.根据权利要求1所述的一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，所述多普勒干涉测量模块包括第一激光器、第一反射镜、第一光束分离器、第二反射镜、移频器、第三光束分离器、第二光束分离器，所述第一激光器发出的测量光束经第一反射镜反射后进入第一光束分离器，形成参考光和测量光，所述参考光经第二反射镜反射后进入移频器，利用移频器与信号光形成差频，所述测量光经过所述扩束准直模块形成激光散斑并准直后入射被测目标，经被测目标返回并被第二光束分离器反射后与透过第三光束分离器的参考光发生差频干涉后进入第一探测模块。

3.根据权利要求1所述的一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，所述激光剪切散斑干涉测量模块包括第二激光器、第一偏振光束分离器、第一1/4波片、第二偏振光束分离器、第二1/4波片、可调的倾斜反射镜、第三1/4波片、第三反射镜、第四光束分离器、第四反射镜、移相器、偏光片，所述第二激光器发出的测量光束依次经过第一偏振光束分离器、第一1/4波片后进入所述扩束准直模块形成激光散斑并准直后入射被测目标，经被测目标返回再次经过第一1/4波片旋转90°偏振方向后进入第一偏振光束分离器，从第一偏振光束分离器透射的测量光束进入第二偏振光束分离器，被第二偏振光束分离器反射的测量光束经过第二1/4波片被可调的倾斜反射镜反射后再次经过第二1/4波片进入第二偏振光束分离器并被透射，被第二偏振光束分离器透射的测量光束经过第三1/4波片被第三反射镜反射后再次经过第三1/4波片进入第二偏振光束分离器并被反射，被第二偏振光束分离器透射的光束与反射的光束发生干涉后进入第四光束分离器，从第四光束分离器出来的透射光束依次经过移相器、偏光片进入第二探测模块，从第四光束分离器出来的反射光束被第四反射镜反射后经过所述偏光片进入第二探测模块。

4.根据权利要求1所述的一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，所述第一探测模块为光电检测器。

5.根据权利要求1所述的一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，所述第二探测模块为CMOS。

6.根据权利要求1所述的一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，所述扩束准直模块包括衍射光学元件和透镜，所述多普勒干涉测量模块依次穿过衍射光学元件、透镜后入射被测目标，所述激光剪切散斑干涉测量模块被衍射光学元件反射后通过透镜入射被测目标。

7.根据权利要求3所述的一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，所述控制模块用于控制所述激光剪切散斑干涉测量模块中的可调的倾斜反射镜用于实现全场测量。

8.根据权利要求1所述的一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，还包括与所述第一探测模块连接的第一干涉信号解调模块、以及与所述第二探测模块连接的第二干涉信号解调模块，所述第一干涉信号解调模块用于提取第一探测模块探测到的干涉信息，所述第二干涉信号解调模块用于提取第二探测模块探测到的干涉信息。