[发明专利]分瞳式移相干涉共焦微位移测量装置

摘要

本发明涉及一种分瞳式移相干涉共焦微位移测量装置，属于超精密测量领域。该装置解决了基于PBS分光的移相干涉共焦系统中存在的抗干扰能力差，系统结构复杂、集成度低的问题。本发明装置主要包括四路移相干涉光路和分瞳式共焦差分探测光路；该装置利用二维Ronchi光栅分出的四束光，经偏振移相阵列后，转变成相位差依次为90°的线偏振光；1、3象限两束光通过分瞳式位相滤波器实现正移焦，2、4象限两束光通过分瞳式位相滤波器实现负移焦；最后利用CCD相机构成的软针孔阵列同时采集四路干涉、共焦信号。本发明将移相干涉与共焦差分探测集成在同一光路，可在较大测量范围内实现微位移测量。

主权项

一种分瞳式移相干涉共焦微位移测量装置，其特征在于：包括激光器(1)、检偏器(2)、准直扩束镜(3)、1/2波片(4)、偏振分光棱镜(5)、第一1/4波片(6)、第一测量物镜(7)、被测物(8)、第二1/4波片(9)、参考反射镜(10)、第三1/4波片(11)、二维Ronchi光栅(12)、分光光阑(13)、偏振移相阵列(14)、分瞳式位相光瞳滤波器(15)、收集物镜(16)、CCD相机(17)；其中激光器(1)、检偏器(2)、准直扩束镜(3)、1/2波片(4)、偏振分光棱镜(5)、第一1/4波片(6)、被测物(8)、第二1/4波片(9)、参考反射镜(10)、第三1/4波片(11)组成泰曼格林干涉系统；二维Ronchi光栅(12)、分光光阑(13)与偏振移相阵列(14)组成四路分光移相偏振结构；激光器(1)、第一测量物镜(7)、被测物(8)与分瞳式位相光瞳滤波器(15)、收集物镜(16)、CCD相机(17)组成差分共焦探测装置；激光器(1)发出的光经过检偏器(2)，使P光通过，P光由准直扩束镜(3)扩束，经过快轴与光轴夹角为22.5°的1/2波片(4)改变其偏转角成45°，经偏振分光棱镜(5)透过的P光，经过第一1/4波片(6)、第一测量物镜(7)，由被测物(8)反射经过第一测量物镜(7)和第一1/4波片(6)转变成S光，经偏振分光棱镜(5)反射；另一束经偏振分光棱镜(5)反射与P光等光强的S光，经过第二1/4波片(9)，由参考反射镜(10)反射再次经过第二1/4波片(9)转变成P光，经偏振分光棱镜(5)透过与反射的测量光重合，经过第三1/4波片(11)发生干涉，将被测位移信息转变成相位。