[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；光栅；信号处理模块以及光栅测量探头，包括双频入光模块、水平向探测模块、参考探测模块及两个对称设置的回射器，双频入光模块用于接收两束光束并将其投射到光栅表面和参考探测模块，两束光束投射到参考探测模块发生干涉形成参考干涉信号，两束光束在光栅表面发生衍射，衍射光分别投射至对应的回射器，经回射器回射到光栅表面发生二次衍射，二次衍射光汇聚投射到水平向探测模块发生干涉形成水平向位移干涉信号；信号处理模块探测水平向位移干涉信号和所述参考干涉信号，并计算光栅的水平向位移。本发明可以针对同一测量点，实现水平面X、Y方向的二维同时探测。

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；光栅；信号处理模块；以及光栅测量探头，包括双频入光模块、水平向探测模块、参考探测模块及两个对称设置的回射器，其中，所述双频入光模块用于接收所述两束光束，并将所述两束光束投射到所述光栅表面和参考探测模块，所述两束光束投射到所述参考探测模块发生干涉形成参考干涉信号，所述两束光束在所述光栅表面发生衍射，衍射光分别投射至对应的回射器，经所述回射器回射到所述光栅表面发生二次衍射，两束二次衍射光汇聚投射到所述水平向探测模块发生干涉形成水平向位移干涉信号；所述信号处理模块探测所述水平向位移干涉信号和所述参考干涉信号，并计算所述光栅的水平向位移；所述光栅测量探头还包括：垂向测量模块和垂向探测模块，经所述双频入光模块出射的两束光束中的一束光束经所述垂向测量模块投射至所述光栅表面，经所述光栅表面衍射的衍射光与所述两束光束中的另一束光束投射至所述垂向探测模块发生干涉形成垂向位移干涉信号，所述信号处理模块接收所述垂向位移干涉信号，并结合所述参考干涉信号计算所述光栅的垂向位移；所述垂向测量模块包括：第二偏振分光棱镜、第二角锥棱镜和偏振控制器，垂向测量用的光束先经所述第二偏振分光棱镜透射，由偏振控制器旋转偏振方向，投射到光栅上发生一次衍射，一次衍射的零级衍射光再次经所述偏振控制器旋转偏振方向后入射至所述第二偏振分光棱镜，经所述第二偏振分光棱镜反射至所述第二角锥棱镜后返回到所述第二偏振分光棱镜，之后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第二偏振分光棱镜后投射到所述垂向探测模块。