[发明专利]可同时实现三维位移测量的激光测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种可同时实现三维位移测量的激光测量装置和方法，包括激光器、光隔离器、小孔光阑、偏振片、偏振分光棱镜（PBS）、四分之一波片、平凸透镜、直角棱镜、平面反射镜、消偏振分光棱镜（NPBS）、半波片、光电二极管、四象限探测器。本发明是基于迈克尔逊干涉测量原理和激光自准直原理，利用同一激光器和光路来同时实现一维线位移和二维角位移测量的三维测量。本发明能在高精度、高动态条件下，利用同一光路系统实现三个位移参数的测量，并且具有结构装置简单、成本较低、测量速度快的特点，可应用于精密测量、精密仪器、先进制造领域。

主权项

可同时实现三维位移测量的激光测量装置，其特征在于：包括有稳频氦氖激光，稳频氦氖激光器出射光路的后方设置有第二偏振分光棱镜，且稳频氦氖激光器光出射端正对第二偏振分光棱镜后镜面的左侧，稳频氦氖激光器与第二偏振分光棱镜之间的稳频氦氖激光器出射光路的后方还依次设置有光隔离器、第一小孔光阑、第一偏振分光棱镜，第一偏振分光棱镜的后镜面紧贴设置有偏振片，第一偏振分光棱镜的前镜面紧贴设置有第一四分之一波片，第一偏振分光棱镜的左镜面紧贴设置有平凸透镜，第一偏振分光棱镜的左镜面外设置有对准平凸透镜的四象限探测器，所述第二偏振分光棱镜左镜面紧贴设置有第二四分之一波片，第二偏振分光棱镜前镜面左侧紧贴设置有第三四分之一波片，第二偏振分光棱镜前镜面右侧紧贴设置有第四四分之一波片，第二偏振分光棱镜右镜面前侧紧贴设置有第一直角棱镜，第二偏振分光棱镜后镜面右侧紧贴设置有第二直角棱镜，且第一、第二直角棱镜分别通过各自斜边面紧贴于第二偏振分光棱镜对应镜面上，第二偏振分光棱镜左镜面外设置有第一平面反射镜，第二偏振分光棱镜前镜面外设置有第二平面反射镜，且第一平面反射镜正对第二四分之一波片，第二平面发射镜正对第三四分之一波片和第四四分之一波片，还包括消偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜、第四偏振分光棱镜，所述消偏振分光棱镜的左镜面正对第二偏振分光棱镜的右镜面后侧，且消偏振分光棱镜的左镜面紧贴设置有第五四分之一波片，消偏振分光棱镜的左镜面与第二偏振分光棱镜之间还设置有第二小孔光阑，所述第三偏振分光棱镜通过其前镜面紧贴设置于消偏振分光棱镜的后镜面，第四偏振分光棱镜通过其左镜面紧贴设置于消偏振分光棱镜的右镜面，且第三偏振分光棱镜前镜面与消偏振分光棱镜后镜面之间设置有二分之一波片，第三偏振分光棱镜的右镜面外设置有第一光电二极管，第三偏振分光棱镜的后镜面外设置有第三光电二极管，第四偏振分光棱镜的右镜面外设置有第二光电二极管，第四偏振分光棱镜的前镜面外设置有第四光电二极管，且第一光电二极管、第三光电二极管分别正对第三偏振分光棱镜的右镜面、后镜面，第二光电二极管、第四光电二极管分别正对第四偏振分光棱镜的右镜面、前镜面。