[发明专利]一种品字型位移测量光栅的制作方法

说明书

本发明提供的一种品字型位移测量光栅的制作方法，包括：获取至少两个主测量光栅及一块副测量光栅，两个主测量光栅沿光栅矢量方向首尾拼接，副测量光栅固定在两个主测量光栅的接缝处，主测量光栅及所述副测量光栅共面且呈品字型分布，将所述至少两个主测量光栅及一块副测量光栅放置于拼接机构，调整主测量光栅及副测量光栅在所述拼接机构上的位置使得拼接间隙符合预设范围进行拼接固定得到品字型位移测量光栅，拼接间隙为所述主测量光栅及所述副测量光栅之间距离。通过本发明提出的方法制作符合位移测量要求的长行程、品字型位移测量光栅，方法操作简单，易于实现，解决了高刻线密度光栅难以做长的问题，扩大了衍射光栅位移测量系统的量程。

技术领域

本发明涉及衍射光栅制造技术领域，特别涉及一种品字型位移测量光栅的制作方法。

背景技术

精密位移测量技术在半导体加工、精密机械制造、大尺寸衍射光栅制造以及生物医学等领域占有非常重要的角色。很多领域对精密位移测量技术提出的要求是测量量程大(可达米级尺寸)；测量分辨率和精度高(可达纳米和亚纳米精度)。但是，测量技术要同时兼顾大量程和高分辨率、高精度是非常困难的。

目前实现大量程高精度位移测量的方法主要为激光干涉仪和衍射光栅位移测量系统，激光干涉仪环境敏感性高，测量重复性较差，而且价格昂贵，要保证其高精度测量所需成本大。衍射光栅位移测量系统以光栅栅距为测量基准，采用对称级次衍射光干涉实现位移测量，光路对称且光程短，该位移测量系统受环境制约小，测量重复性好，配合高倍的电子细分能够实现高分辨率和高精度测量，但是其量程受制于测量光栅的尺寸，高刻线密度长光栅的制作依旧是个难题。目前制作高刻线密度光栅的方法主要为全息离子束刻蚀法、机械刻划法。二者在制作大光栅方面还是有很大困难的，比如全息离子束刻蚀法制作大光栅就需要大口径的透镜；机械刻划制作大光栅刻划周期长，而且环境很难控制，很容易出现刻划误差，甚至造成刻划失败。因此，有必要寻找一种新的方法来提高衍射光栅位移测量系统的量程。中国发明专利“长行程、高精度测量的光栅位移测量方法”(申请号：201710734790.X)中，提出了针对“品”型位移测量光栅的位移测量方法，该方法实现了高精度、长行程位移测量。因此，针对该“品”型光栅，需要寻求一种满足系统位移测量要求的制作方法，为长行程、高精度测量的光栅位移测量方法奠定基础。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种品字型位移测量光栅的制作方法，制作符合位移测量要求的长行程、品字型位移测量光栅，方法操作简单，易于实现，解决了高刻线密度光栅难以做长的问题，扩大了衍射光栅位移测量系统的量程。

一种品字型位移测量光栅的制作方法，所述方法包括：

获取至少两个主测量光栅及一块副测量光栅，所述两个主测量光栅沿光栅矢量方向首尾拼接，所述副测量光栅固定在所述两个主测量光栅的接缝处，所述主测量光栅及所述副测量光栅共面且呈品字型分布；

将所述至少两个主测量光栅及一块副测量光栅放置于拼接机构；

调整所述主测量光栅及所述副测量光栅在所述拼接机构上的位置使得拼接间隙符合预设范围进行拼接固定得到品字型位移测量光栅，所述拼接间隙为所述主测量光栅及所述副测量光栅之间距离。

可选地，所述拼接机构设置在基准平台上，所述基准平台和所述拼接机构之间设有第一锁紧螺钉，所述拼接机构上设有转接块和第二锁紧螺钉，所述主测量光栅和所述副测量光栅安装在所述转接块上，所述调整所述主测量光栅及所述副测量光栅在所述拼接机构上的位置使得拼接间隙符合预设范围进行拼接固定得到品字型位移测量光栅，包括：

调整调整所述主测量光栅及所述副测量光栅在所述拼接机构上的位置；

当拼接间隙符合预设范围利用所述第一锁紧螺钉将所述拼接机构和所述基准平台之间锁紧固定；

利用所述第二锁紧螺钉将所述主测量光栅及所述副测量光栅锁紧在所述拼接机构上拼接固定得到品字型位移测量光栅。