[发明专利]线激光移相干涉三角微位移测量装置及方法

权利要求书

1.线激光移相干涉三角微位移测量装置，其特征在于：包括激光器(1)、整形扩束镜(2)、1/2波片(3)、偏振分光镜(4)、第一1/4波片(5)、第一柱面镜(6)、被测物面(7)、第二1/4波片(8)、第二柱面镜(9)、参考面(10)、成像透镜(11)、第一CCD(12)、第三1/4波片(13)、Ronchi二维光栅(14)、四象限检偏器组(15)、第三柱面镜(16)、第二CCD(17)，

其中激光器(1)、整形扩束镜(2)、1/2波片(3)组成偏振线光源部分，激光器(1)输出线偏振激光，

其中线激光移相干涉分系统构成为：偏振分光镜(4)将光束分为测量光和参考光；第一1/4波片(5)、第一柱面镜(6)、被测物面(7)构成移相干涉的测量光部分；第二1/4波片(8)、第二柱面镜(9)、参考面(10)构成移相干涉参考光部分；Ronchi二维光栅(14)作为移相干涉的分光器件，第三1/4波片(13)、四象限检偏器组(15)作为移相干涉的移相器件；第三柱面镜(16)、第二CCD(17)作为移相干涉系统的光强探测部分，

其中四象限检偏器组(15)由四个偏振片构成，透光轴依次为0°，45°，90°，135°，可将四路干涉光分别移相0°，90°，180°，270°，

其中线激光三角分系统构成为：成像透镜(11)、第一CCD(12)构成线激光三角测距部分，

光学路径：激光器(1)发出的线偏振激光经过整形扩束镜(2)和1/2波片(3)后，变为线平行光束提供给测量系统，光经过偏振分光镜(4)后分为移相干涉系统的参考光和测量光，参考光和测量光的反射光在第三1/4波片(13)处汇合，光束经分光、移相后干涉，由第二CCD(17)检测四路干涉光的光强，照射到被测物面(7)的光部分发生漫反射，被成像透镜(11)收集成像于第一CCD(12)上，由第一CCD检测线光束位置信号。

2.根据权利要求1所述的线激光移相干涉三角微位移测量装置，其特征在于：被测物面为具有一定光洁度的表面，当激光照射到表面时一部分光发生镜反射，一部分光发生漫反射。

3.根据权利要求1所述的线激光移相干涉三角微位移测量装置，其特征在于：通过在干涉光路中加入了第一柱面镜(6)和第二柱面镜(9)，将干涉图样变为线形条纹，并使干涉条纹方向与线光束线延伸方向平行，与四象限检偏器组(15)上镀有的四个狭缝光阑相配合，保留中央干涉条纹，提高干涉光强信号的信噪比，同时使照射到物面的光聚焦成线光束，提高了系统横向分辨力。

4.根据权利要求1所述的线激光移相干涉三角微位移测量装置，其特征在于：移相干涉分系统中用于分光的光栅为二维Ronchi衍射光栅(14)，并且在四象限检偏器组(15)上镀有金属膜构成的四个狭缝光阑，使经过光栅衍射的四路(±1，±1)级衍射光通过，阻挡其它级次衍射光。

5.根据权利要求1所述的线激光移相干涉三角微位移测量装置，其特征在于：第三1/4波片(14)、Ronchi二维光栅(15)的位置可以相互调换。