[发明专利]光栅集成精度的测量装置及方法、平面光栅尺测量系统

权利要求书

1.一种光栅集成精度的测量装置，其特征在于，包括：光束发生及接收单元、光束调整单元和集成光栅；

所述光束调整单元包括平行分光镜和反射分光棱镜，所述反射分光棱镜位于所述平行分光镜远离所述光束发生及接收单元的一侧；所述反射分光棱镜为一体结构，所述反射分光棱镜包括透反平面和反射平面；

所述集成光栅包括参考光栅和待测光栅；

所述光束发生及接收单元用于发出光束，并接收所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束；根据所述第一零级反射光束和所述第二零级反射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的俯仰角和偏转角，根据所述第一一级衍射光束和所述第二一级衍射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的旋转角；

所述平行分光镜将所述光束发生及接收单元发出的光束分成两束平行光束；并将所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束传输至所述光束发生及接收单元；

所述透反平面将两束所述平行光束反射至所述参考光栅和所述待测光栅，并将所述参考光栅产生的第一零级反射光束以及所述待测光栅产生的第二零级反射光束反射至所述平行分光镜；所述反射平面将两束所述平行光束反射至所述参考光栅和所述待测光栅，并将所述参考光栅产生的第一一级衍射光束以及所述待测光栅产生的第二一级衍射光束反射至所述平行分光镜；

其中，两束所述平行光束经所述透反平面反射后垂直入射至所述参考光栅和所述待测光栅；两束所述平行光束经所述反射平面反射后以利特罗角入射至所述参考光栅和所述待测光栅。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在所述集成光栅的集成平面内，所述待测光栅与所述参考光栅之间的距离为L1，其中1mm≤L1≤999mm。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光束调整单元还包括至少一个角度微调单元，所述角度微调单元位于所述平行分光镜和所述反射分光棱镜之间，用于对所述平行分光镜分出的平行光束进行调整。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光束发生及接收单元包括光束发生子单元、分光子单元和光束接收子单元；

所述光束发生子单元用于发出光束；

所述分光子单元用于透过所述光束发生子单元发出的光束；并将所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束反射至所述光束接收子单元；

所述光束接收子单元用于根据所述第一零级反射光束和所述第二零级反射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的俯仰角和偏转角；根据所述第一一级衍射光束和所述第二一级衍射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的旋转角。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述分光子单元包括半透半反镜。

6.根据权利要求4所述的测量装置，所述分光子单元包括偏振分光棱镜和四分之一波片，所述偏振分光棱镜位于所述四分之一波片与所述光束发生子单元之间；

所述四分之一波片用于透过所述光束发生子单元发出的光束；

偏振分光棱镜用于将所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束反射至所述光束接收子单元。

7.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述光束接收子单元包括自准直仪。

8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光束发生及接收单元包括波前检测干涉仪。