[发明专利]三维微纳米测量探头

权利要求书

1.一种三维微纳米测量探头，其特征是利用支撑件固定连接测头单元和测量单元；

所述测头单元是在空心圆筒(15)的前端面上固定设置前端圆环(11b)，四只前端“V”形簧片(13b)以各前端“V”形簧片(13b)的顶点一一对应连接前端十字悬浮片(12b)的各悬臂的臂端，所述前端“V”形簧片(13b)的两只底脚连接在前端圆环(11b)的端面上；在所述前端十字悬浮片(12b)上朝向空心圆筒内部的一侧、处在前端十字悬浮片(12b)的中央位置固定设置中央平面反射镜(17c)，在所述十字悬浮片(12b)上朝向空心圆筒外部的一侧安装探针(19)，探针(19)的前端带有红宝石测球(20)；在所述空心圆筒(15)的尾部端面固定设置尾端圆环(11a)，四只尾端“V”形簧片(13a)以各尾端“V”形簧片(13a)的顶点一一对应连接尾端十字悬浮片(12a)的各悬臂的臂端，所述尾端“V”形簧片(13a)的两只底脚连接在尾端圆环(11a)的端面上；在所述尾端十字悬浮片(12a)上朝向空心圆筒内部的一侧、处在尾端十字悬浮片(12a)的中央位置固定连接探杆(14)，所述探杆(14)的另一端连接在所述中央平面反射镜(17c)的中心位置上；所述尾端十字悬浮片(12a)的中央位置在朝向底板(2)一侧凸伸有固定设置的挡光刀片(21)；

所述测量单元的结构形式是：在底板(2)上固定安装激光器(9)，由所述激光器(9)出射的准直光束在分光棱镜(8)经反射形成第一束光，并经透射形成第二束光；所述第一束光作为第一被测光束投向第一四象限探测器(7a)，红宝石测球(20)在Z向上产生的位移使尾端“V”形簧片(13a)上固定设置的挡光刀片(21)形成Z向联动，并使所述第一四象限探测器(7a)获得的第一被测光束的光强产生相应变化，根据光强的变化获得红宝石测球(20)在Z向上的位移量检测信号；所述第二束光投向第一平面反射镜(17a)，经第一平面反射镜(17a)反射后投向所述十字悬浮片(12b)上的中央平面反射镜(17c)，再经所述中央平面反射镜(17c)的反射投向第二平面反射镜(17b)，以所述第二平面反射镜(17b)上的反射光束作为第二被测光束投向第二四象限探测器(7b)，利用所述第一四象限探测器(7a)和第二四象限探测器(7b)输出的检测信号实现对中央平面反射镜(17c)的位移和二维角度的测量。

2.根据权利要求1所述的三维微纳米测量探头，其特征是：在所述底板(2)上设置激光器微调座(4)，所述激光器(9)利用不同位置上的可调螺钉安装在所述激光器微调座(4)上，并能利用所述可调螺钉调整激光器(9)的激光出射角度，使第一被测光束能够投照在第一四象限光电探测器(7a)的中心位置上。

3.根据权利要求1所述的三维微纳米测量探头，其特征是：在所述底板(2)上设置楔形微调结构，分别是用于安装第一平面反射镜(17a)的第一楔形微调结构(16a)，以及用于安装第二平面反射镜(17b)的第二楔形微调结构(16b)，利用内六角螺钉对所述楔形微调结构进行位置调整，以此调整所述第一平面反射镜(17a)和第二平面反射镜(17b)的偏摆角度，使所述第二被测光束能够投射在第二四象限光电探测器(7b)的中心位置上。

4.根据权利要求1所述的三维微纳米测量探头，其特征是：所述第一平面反射镜(17a)和第二平面反射镜(17b)分处在空心圆筒(15)的两侧。