[发明专利]基于衍射光栅的位移测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，依次包括：

一光源，用于提供测量光；

一棱镜，固定在能够移动的工作台一侧，用于反射所述测量光；

一衍射光栅，固定在整机框架上，用于接收被所述棱镜反射后的测量光；

一光电探测器，用于接收所述测量光从所述衍射光栅衍射后的衍射光，所述衍射光在所述光电探测器上形成干涉条纹；

一非空气传播光路结构，设置在所述衍射光栅和所述光电探测器之间，用于在非空气传播光路中，传播所述衍射光；

一控制系统，用于电路连接所述光电探测器，根据光电探测器接收的所述干涉条纹的位置及相位的变化计算所述工作台相对于整机框架的位移。

2.如权利要求1所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述非空气传播光路结构为密闭包装箱体，用于包裹或者部分包裹所述衍射光栅和所述光电探测器。

3.如权利要求2所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述密闭包装箱体内具有真空环境。

4.如权利要求2所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述密闭包装箱体内设置有透明光学元件。

5.如权利要求1或2或3或4所述的基于衍射光栅的位移测量系 统，其特征在于，所述棱镜为反射棱镜。

6.如权利要求5所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述测量光被所述反射棱镜反射后形成的光线与所述衍射光栅表面相交。

7.如权利要求6所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述测量光被所述反射棱镜反射后形成的光线与所述衍射光栅表面垂直。

8.如权利要求5所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述光电探测器位于测量光在所述衍射光栅上衍射的衍射光路上。

9.如权利要求8所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述光电探测器的平面与所述衍射光栅表面平行。

10.如权利要求5所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述光电探测器为线阵CCD。

11.如权利要求1或2或3或4所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述棱镜为分光棱镜。

12.如权利要求11所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，还包括耦合器系统，接收所述测量光从所述衍射光栅衍射的衍射光，和所述测量光被所述分光棱镜折射形成的参考光，并发送给所述光电探测器。

13.如权利要求12所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述耦合器系统与所述分光棱镜、所述光电探测器之间分别通过光纤连接。

14.如权利要求13所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述耦合器系统分别包括接收所述测量光从所述衍射光栅衍射的衍射光的第一耦合器、接收所述测量光被所述分光棱镜折射形成的参考光的第二耦合器、接收第一耦合器与第二耦合器分别通过光纤传送的光信号的第三耦合器。

15.如权利要求11所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述光电探测器为面阵CCD。

16.如权利要求1所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述工作台为承载掩膜版的掩膜台或者承载硅片的工件台。

17.如权利要求1所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述棱镜的长度与所述棱镜对应的所述工作台的边长度相等。

18.如权利要求1所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述工作台每一条边对应一个所述基于衍射光栅的位移测量系统，并且所有的基于衍射光栅的位移测量系统的排布关于所述工作台的中心对称。

19.如权利要求1所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，还包括干涉仪测量系统，位于所述工作台一侧，且所述干涉仪测量系统的最低端与所述工作台的底面位于同一水平面。

20.如权利要求2或3或4所述的基于衍射光栅的位移测量系统，其特征在于，所述密闭包装箱体的材料为不透光材料。