[发明专利]一种可同时测量滚转角和直线度的双频激光干涉仪

权利要求书

1.一种可同时测量滚转角和直线度的双频激光干涉仪，包括双频激光头、中性分光镜、第一偏振光电接收器、第二偏振光电接收器和信号处理单元，所述双频激光头发出的参考光路的信号被信号处理单元接收形成参考信号，所述双频激光头发出的测量光路上设置所述中性分光镜，所述中性分光镜透射和反射后分别形成两测量光路，其特征在于，在所述中性分光镜透射或反射形成的第一测量光路上依次设置有第一偏光分束镜、第二偏光分束镜和基准反射镜，所述第二偏光分束镜、第一偏光分束镜和第一偏振光电接收器还依次位于第一测量光路从基准反射镜反射后返回光的光路上，所述基准反射镜反射后返回光与沿基准反射镜的特征方向入射的入射光方向相反、相互平行且间隔一段距离，所述基准反射镜为平移反射镜或分离反射镜，所述平移反射镜为在相互垂直的两个方向上均具有光路漂移自适应功能的平面镜结构，所述分离反射镜为具有一个反射面和两个折射面且入射光和反射光相互分开一定的距离的器件；在所述中性分光镜反射或透射形成的第二测量光路上依次设置有平面反射镜以及所述第一偏光分束镜、第二偏光分束镜和基准反射镜，所述第二偏光分束镜、第一偏光分束镜和第二偏振光电接收器还依次位于第二测量光路从基准反射镜反射后返回光的光路上，所述第一偏振光电接收器和第二偏振光电接收器均连接信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的双频激光干涉仪，其特征在于，还包括第一全反射镜和第二全反射镜，所述中性分光镜透射或反射形成的第一测量光路上先经所述第一全反射镜再依次进入第一偏光分束镜、第二偏光分束镜和基准反射镜，并且所述第一全反射镜还设置在第一测量光路从基准反射镜反射后返回光的光路上的第一偏光分束镜和第一偏振光电接收器之间；所述中性分光镜反射或透射形成的第二测量光路上在平面反射镜后先经所述第二全反射镜再依次进入第一偏光分束镜、第二偏光分束镜和基准反射镜，并且所述第二全反射镜还设置在第二测量光路从基准反射镜反射后返回光的光路上的第一偏光分束镜和第二偏振光电接收器之间。

3.根据权利要求1或2所述的双频激光干涉仪，其特征在于，所述中性分光镜的分光面与所述平面反射镜的反射面互相平行。

4.根据权利要求3所述的双频激光干涉仪，其特征在于，当入射光沿平移反射镜的特征方向入射时，平移反射镜反射后返回光与入射光之间距离恒定，所述距离不随入射光平移而改变；当入射光沿分离反射镜的特征方向入射时，分离反射镜反射后返回光与入射光之间距离恒定，所述距离不随入射光平移而改变。

5.根据权利要求4所述的双频激光干涉仪，其特征在于，所述基准反射镜为平移反射镜时，所述平移反射镜包括三个反射面，所述三个反射面的法线在空间共面且三个反射面的法线合成方向与入射光平行。

6.根据权利要求5所述的双频激光干涉仪，其特征在于，所述平移反射镜包括三个另外的平面反射镜；或所述平移反射镜包括一个另外的平面反射镜和一个五角棱镜。

7.根据权利要求2所述的双频激光干涉仪，其特征在于，各全反射镜采用角锥棱镜、空心角隅棱镜或猫眼反射镜。

8.根据权利要求1或2所述的双频激光干涉仪，其特征在于，所述第二偏光分束镜的结构和参数与第一偏光分束镜的完全相同。

9.根据权利要求8所述的双频激光干涉仪，其特征在于，各偏光分束镜采用渥拉斯顿棱镜或洛匈棱镜。

10.根据权利要求1或2所述的双频激光干涉仪，其特征在于，所述信号处理单元包括相位计和计算机，所述第一偏振光电接收器和第二偏振光电接收器通过相位计与计算机相连，所述相位计同时将两测量光路的两路测量信号与参考信号进行相位比较。