[发明专利]读数头和二维位移测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种读数头，其特征在于，所述读数头包括第一偏振元件、第一光学元件、第一分光元件、第一信号接收元件、第二偏振元件、第二光学元件、第二分光元件以及第二信号接收元件，

入射到所述读数头的光经过所述第一分光元件后分成反射光和透射光，所述反射光的至少一部分经一维测量光栅衍射产生正一级衍射光和负一级衍射光，所述透射光的至少一部分射向所述第二分光元件；

所述正一级衍射光经过所述第一偏振元件产生第一线偏振光，再经所述第一光学元件后，经所述一维测量光栅衍射后射向所述第二分光元件；所述负一级衍射光经过所述第二光学元件和所述第二偏振元件后产生第二线偏振光，再经过所述一维测量光栅衍射后射向所述第二分光元件，其中，所述第一线偏振光和所述第二线偏振光混合形成偏振态光；

所述透射光的至少一部分射向所述第二分光元件后，分别产生透射的第一偏振分量和反射的第二偏振分量，所述偏振态光在所述第二分光元件分别与所述透射的第一偏振分量和所述反射的第二偏振分量发生干涉后，分别由所述第一信号接收元件和所述第二信号接收元件接收。

2.根据权利要求1所述的读数头，其特征在于，所述第一线偏振光射向所述第一光学元件后沿同向平行反射回所述一维测量光栅；所述负一级衍射光射向所述第二光学元件后沿同向平行反射回所述一维测量光栅，并经所述第二偏振元件后形成所述第二线偏振光，其中所述第一线偏振光和第二线偏振光的偏振方向垂直。

3.根据权利要求1所述的读数头，其特征在于，所述第一分光元件和所述第二分光元件并排布置。

4.根据权利要求1所述的读数头，其特征在于，所述第一信号接收元件沿入射光的方向布置，和/或所述第二信号接收元件沿垂直于入射光的方向布置。

5.根据权利要求1所述的读数头，其特征在于，所述第一偏振元件和/或所述第二偏振元件为偏振片；和/或所述第一分光元件为分光棱镜；和/ 或所述第二分光元件为偏振分光棱镜或沃拉斯顿棱镜；和/或所述第一光学元件和/或所述第二光学元件为角锥棱镜；和/或所述第一信号接收元件和/或所述第二信号接收元件为信号接收卡。

6.根据权利要求1所述的读数头，其特征在于，所述读数头还包括双频激光器，所述双频激光器发出的光射向所述第一分光元件。

7.根据权利要求6所述的读数头，其特征在于，所述双频激光器发出的双频圆偏振光，且所述双频圆偏振光沿平行于所述一维测量光栅的方向射向所述第一分光元件。

8.根据权利要求1所述的读数头，其特征在于，所述读数头还包括所述一维测量光栅。

9.一种二维位移测量系统，其特征在于，所述二维位移测量系统包括双频激光器、信号处理装置、一维测量光栅以及权利要求1-5任一项所述的读数头，其中，所述双频激光器发出的光射入所述读数头，所述第一信号接收元件和所述第二信号接收元件分别与所述信号处理装置信号连通。

10.一种二维位移测量方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的读数头进行二维位移测量。