[发明专利]一种光学位移传感器及光学位移检测系统

权利要求书

1.一种光学位移传感器，其特征在于，包括按照同一中心线依次设置的：

光源模块(1)，包括激光光源(11)和聚焦物镜(12)，所述激光光源(11)用于产生非均匀入射光；所述聚焦物镜(12)用于对所述非均匀入射光进行聚焦处理以形成会聚的非均匀光场；

可移动定位标尺(2)，包括透光基底(21)和位于所述透光基底(21)上的金属薄膜(22)，所述金属薄膜(22)上设有周期性微纳结构，用于在所述非均匀光场的照射下产生表面等离子波，并相互干涉形成近场干涉图像；其中，所述微纳结构包括若干纳米刻线对，所述纳米刻线对以微米量级的周期依次排列在所述金属薄膜上，周期间隔为高斯光斑的直径；

成像模块(3)，用于将所述近场干涉图像转化成远场成像图；

成像探测器(4)，用于将所述远场成像图的光场强度转化成电信号，以实现位移测量；

在所述可移动定位标尺(2)移动过程中，所述金属薄膜(22)与所述透光基底(21)的接触面始终位于所述聚焦物镜(12)的焦平面，且同时位于所述成像模块(3)的焦平面处。

2.根据权利要求1所述的光学位移传感器，其特征在于，所述聚焦物镜(12)的结构可变，以便于形成光斑大小不同的非均匀光场。

3.根据权利要求1所述的光学位移传感器，其特征在于，所述透光基底(21)的材料为石英或者玻璃。

4.根据权利要求1所述的光学位移传感器，其特征在于，所述金属薄膜(22)的材料为金或者银。

5.一种光学位移检测系统，其特征在于，包括：

光源模块(1)，包括激光光源(11)和聚焦物镜(12)，所述激光光源(11)用于产生非均匀入射光；所述聚焦物镜(12)用于对所述非均匀入射光进行聚焦处理以形成会聚的非均匀光场；

可移动定位标尺(2)，与待测物体连接，用于在所述非均匀光场的照射下产生表面等离子波，并相互干涉形成近场干涉图像；其中，所述可移动定位标尺(2)包括透光基底(21)和位于所述透光基底(21)上的金属薄膜(22)，所述金属薄膜(22)上设有周期性微纳结构，用于在所述非均匀光场的照射下产生表面等离子波，并相互干涉形成近场干涉图像；其中，所述微纳结构包括若干纳米刻线对，所述纳米刻线对以微米量级的周期依次排列在所述金属薄膜上，周期间隔为高斯光斑的直径；

在所述可移动定位标尺(2)移动过程中，所述金属薄膜(22)与所述透光基底(21)的接触面始终位于所述聚焦物镜(12)的焦平面，且同时位于成像模块(3)的焦平面处；

成像模块(3)，用于将所述近场干涉图像转化成远场成像图；

成像探测器(4)，用于将所述远场成像图的光场强度转化成用于位移测量的电信号；

计算机模块(5)，用于根据所述电信号对光场强度的变化情况进行分析，以得到待测物体的位移量；

其中，所述光源模块(1)、所述可移动定位标尺(2)、所述成像模块(3)以及所述成像探测器(4)按照同一中心线设置。