[发明专利]一种干涉仪用压电陶瓷控制装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种干涉仪用压电陶瓷控制装置及其控制方法，XY方向偏转电机的伸缩带动压电陶瓷底座在XY平面以第一固定轴为中心作有限幅度的圆周偏转运动，XZ方向偏转电机的伸缩带动XY方向偏转底座在XZ平面以第二固定轴为中心作有限幅度的圆周偏转运动，可以实现对干涉仪用压电陶瓷的俯仰偏转姿态和水平偏转姿态两个维度的角度偏转进行精准电动调节，偏转调节的精度高，偏转角度可达±4°，并且，整体结构紧凑，便于集成。由于干涉条纹的姿态调整由参考镜的偏转实现，压电陶瓷与参考镜固定在一起，因此，上述干涉仪用压电陶瓷控制装置可以实现对干涉条纹的幅度和偏转角度的精准电动调节。

技术领域

本发明涉及精密控制技术领域，尤其涉及一种干涉仪用压电陶瓷控制装置及其控制方法。

背景技术

白光干涉仪(光学轮廓仪)因具有高精度、大范围、无损伤等优点，成为越来越受青睐的超精密检测手段之一。

白光干涉仪检测三维形貌是通过一系列灰度图解算出来的。等间距的灰度图是白光干涉仪实现相干测量的基础，而等间距需要依赖压电陶瓷完成。压电陶瓷输出等间距的位移以等间隔改变干涉相位来实现图像扫描采集，因此，压电陶瓷输出的位移需要满足定位精度高的要求。并且，白光干涉仪的纵向分辨率直接决定仪器对于被测样品的测量精度，而纵向分辨率是由参考镜在压电陶瓷带动下作单向扫描时体现的。因此，压电陶瓷是白光干涉仪的关键部件，为仪器提供精密位移，是干涉扫描的基础，其精确控制程度直接决定着仪器的纵向分辨率及重复性，对整个仪器的精度和性能产生至关重要的影响。

根据移相扫描的原理，进行白光干涉扫描的前提是干涉条纹的姿态满足一定的要求，因此，需要对干涉条纹的姿态进行微量调节。干涉条纹的姿态调整是由参考镜的偏转实现的，由于参考镜与压电陶瓷固定在一起，因此，压电陶瓷需要具有方向偏转调节的功能，将干涉条纹调整到符合扫描要求的姿态。

目前，现有的干涉仪用压电陶瓷的姿态调节多数是通过手动方式调节的，精度和操控性上存在限制，并且，现有的电动调节通常存在精度低、体积大等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种干涉仪用压电陶瓷控制装置及其控制方法，用以解决现有的干涉仪用压电陶瓷的姿态调节装置存在的精度低、体积大等问题。

因此，本发明提供了一种干涉仪用压电陶瓷控制装置，包括：用于承载、固定压电陶瓷的压电陶瓷底座、位于所述压电陶瓷底座下方的XY方向偏转底座、XY方向偏转电机、位于所述XY方向偏转底座下方的XZ方向偏转底座、XZ方向偏转电机；其中，

所述XY方向偏转电机与所述XY方向偏转底座固定连接，所述XY方向偏转电机的推力端穿过所述XY方向偏转底座中的第一贯穿孔与所述压电陶瓷底座沿X轴方向的一端保持接触状态，所述压电陶瓷底座沿X轴方向的另一端通过第一转轴结构与所述XY方向偏转底座转动连接；所述XY方向偏转电机穿过所述XY方向偏转底座的部分与所述第一贯穿孔间隙配合，所述第一贯穿孔的中心轴沿Y轴方向；所述第一转轴结构的中心轴沿Z轴方向，所述第一转轴结构由第一固定轴与第一轴承过盈配合组成，所述第一固定轴与所述压电陶瓷底座中的第二贯穿孔过渡配合，所述第一轴承与所述XY方向偏转底座中的第三贯穿孔过渡配合；

所述XZ方向偏转电机与所述XZ方向偏转底座固定连接，所述XZ方向偏转电机的推力端穿过所述XZ方向偏转底座中的第四贯穿孔与所述XY方向偏转底座沿X轴方向的一端保持接触状态，所述XY方向偏转底座沿X轴方向的另一端通过第二转轴结构与所述XZ方向偏转底座转动连接；所述XZ方向偏转电机穿过所述XZ方向偏转底座的部分与所述第四贯穿孔间隙配合，所述第四贯穿孔的中心轴沿Z轴方向；所述第二转轴结构的中心轴沿Y轴方向，所述第二转轴结构由第二固定轴与第二轴承过盈配合组成，所述第二固定轴与所述XY方向偏转底座中的第五贯穿孔过渡配合，所述第二轴承与所述XZ方向偏转底座中的第六贯穿孔过渡配合；