[发明专利]一种双频光栅干涉仪位移测量系统

摘要

一种双频光栅干涉仪位移测量系统，包括双频激光器、干涉仪、测量光栅、电子信号处理部件，该测量系统基于光栅衍射、光学多普勒效应和光学拍频原理实现位移测量。双频激光器出射双频激光经偏振分光镜分为参考光和测量光，测量光入射至测量光栅处产生正负一级衍射，衍射光与参考光在光电探测单元处形成包含两个方向位移信息的拍频信号，经信号处理实现线性位移输出。该测量系统能够实现亚纳米甚至更高分辨率及精度，且能够同时测量水平向大行程位移和垂向位移。该测量系统具有对环境不敏感、测量精度高、体积小、质量轻等优点，作为光刻机超精密工件台位置测量系统可提升工件台综合性能。

主权项

一种双频光栅干涉仪位移测量系统，特征在于：包括双频激光器（1）、干涉仪（2）、测量光栅（3）和电子信号处理部件（4）；所述干涉仪（2）包括偏振分光镜（21）、波片、折光元件（23）、反射器（24）、检偏器（25）和光电探测器；所述双频激光器（1）出射的双频激光经光纤传输至偏振分光镜（21）后分为参考光和测量光，参考光经参考臂四分之一波片（22’）、反射器（24）反射后产生两束平行参考光，两束平行参考光经参考臂四分之一波片（22’）、偏振分光镜（21）、检偏器（25）后分别入射至第一光电探测器（26）、第二光电探测器（27）；测量光经测量臂四分之一波片（22）、折光元件（23）后入射至测量光栅（3）发生衍射，正负一级衍射测量光经折光元件（23）、测量臂四分之一波片（22）、偏振分光镜（21）、检偏器（25）后分别入射至第一光电探测器（26）和第二光电探测器（27）；两束平行参考光分别和两束衍射测量光经第一光电探测器（26）和第二光电探测器（27）形成拍频电信号，拍频电信号传输至电子信号处理部件（4）进行信号处理；同时，双频激光器（1）输出参考信号传输电子信号处理部件（4）；当所述的干涉仪（2）与测量光栅（3）之间具有x向和z的相对运动时，通过电子信号处理部件（4）实现两个方向线性位移的输出。