[发明专利]光栅测量装置

摘要

本发明公开了一种光栅测量装置，包括：光源模块，用于产生频率不同的两束光束，两束光束中的一束作为测量光束，另一束作为参考光束；光栅以及光栅测量探头，包括双频入光模块、垂向测量模块、垂向探测模块及参考探测模块，双频入光模块接收测量光束和参考光束，垂向测量模块将测量光束投射到光栅上，收集经光栅二次衍射后衍射光的零级衍射光，并将零级衍射光投射至垂向探测模块，零级衍射光束与参考光束在垂向探测模块中发生干涉形成垂向干涉信号，参考探测模块中的所述测量光束和参考光束发生干涉形成参考干涉信号；信号处理模块接收垂向干涉信号和参考干涉信号后计算光栅的垂向位移。本发明可以在任意工作距离下，实现大范围垂向位移测量。

主权项

1.一种光栅测量装置，其特征在于，包括：光源模块，用于产生频率不同的两束光束，所述两束光束中的一束作为测量光束，另一束作为参考光束；光栅；以及光栅测量探头，包括双频入光模块、垂向测量模块、垂向探测模块及参考探测模块，其中，所述双频入光模块用于接收所述测量光束和参考光束，将所述测量光束投射至所述垂向测量模块和参考探测模块，将所述参考光束投射至所述垂向探测模块及参考探测模块，所述垂向测量模块将所述测量光束投射到所述光栅上，收集经所述光栅二次衍射后衍射光的零级衍射光，并将所述零级衍射光投射至所述垂向探测模块，所述零级衍射光束与所述参考光束在所述垂向探测模块中发生干涉形成垂向干涉信号，所述参考探测模块中的所述测量光束和参考光束发生干涉形成参考干涉信号；所述装置还包括信号处理模块，接收所述垂向干涉信号和参考干涉信号后计算所述光栅的垂向位移；所述垂向测量模块包括：偏振分光棱镜、角锥棱镜和偏振控制器，所述测量光束先经偏振分光棱镜透射，由所述偏振控制器旋转偏振方向，投射到所述光栅上发生衍射，衍射光中的零级衍射光再次经所述偏振控制器旋转偏振方向，偏振光束在经过所述偏振分光棱镜时发生反射，并经过角锥棱镜返回偏振分光棱镜，再次入射到所述光栅上发生二次衍射，二次衍射光中的零级衍射光经所述偏振分光棱镜最终投射到所述垂向探测模块。