[发明专利]基于激光外差干涉的双基圆盘式渐开线样板测量系统

摘要

本发明公开了基于激光外差干涉的双基圆盘式渐开线样板测量系统，包括稳频激光器，检偏器即P1，光电探测器即PD1，分光镜1即BS1，分光镜2即BS2，分光镜3即BS3，反射镜即M4，柱面棱镜即L1，柱面棱镜2即L2，柱面棱镜3即L3，测量光路系统1，测量光路系统2，测量光路系统3，双基圆盘式渐开线样板轴，基圆柱1，基圆柱2，渐开线齿面；双基圆盘式渐开线样板由渐开线齿面区域和两个基圆柱组成，基圆柱对应于渐开线齿面的基圆，两个基圆柱分别安装在渐开线齿面区域两侧。将基圆柱中心部分进行抛光，基圆柱未抛光面的半径与基圆半径相等。本发明将激光外差干涉技术应用在双基圆盘式渐开线样板的测量中，从而实现高分辨率和动态实时的测量。

主权项

1.基于激光外差干涉的双基圆盘式渐开线样板测量系统，其特征在于：双基圆盘式渐开线样板由渐开线齿面区域和两个基圆柱组成，基圆柱对应于渐开线齿面的基圆，两个基圆柱分别安装在渐开线齿面区域两侧；将基圆柱中心部分进行抛光，基圆柱未抛光面的半径与基圆半径相等；该系统包括稳频激光器，检偏器1即P1，光电探测器1即PD1，分光镜1即BS1，分光镜2即BS2，分光镜3即BS3，反射镜4即M4，柱面棱镜1即L1，柱面棱镜2即L2，柱面棱镜3即L3，测量光路系统1，测量光路系统2，测量光路系统3，双基圆盘式渐开线样板轴，基圆柱1，基圆柱2，渐开线齿面；稳频激光器发出两束频率不同、振动方向互相垂直的线偏振光，其中一束线偏振光被BS1反射后经P1形成干涉信号由PD1接收并转换为参考信号；另一束线偏振光被BS1透射并经BS2进入测量光路系统1，经BS3进入测量光路系统2和M4进入测量光路系统3，形成三路测量激光束分别入射到基圆柱1抛光面上的A点，基圆柱2抛光面上的B点和渐开线样板齿面上的Q点并被反射；测量光路系统1包括偏振分光镜1即PBS1，四分之一波片1即QW1，四分之一波片2即QW2，反射镜1即M1，检偏器2即P2，光电探测器2即PD2；测量光路系统2包括偏振分光镜2即PBS2，四分之一波片3即QW3，四分之一波片4即QW4，反射镜2即M2，检偏器3即P3，光电探测器3即PD3；测量光路系统3包括偏振分光镜3即PBS3，四分之一波片5即QW5，四分之一波片6即QW6，反射镜3即M3，检偏器4即P4，光电探测器4即PD4；测量光路系统1中：被BS2透射的光束进入测量光路系统1，光束沿振动方向平行于入射面的p偏振光被PBS1透射后经QW2后经L1入射到基圆柱1的抛光面A点被反射，再次经过QW2后转换为s偏振光被PBS1反射；进入测量光路系统1振动方向垂直入射面的s偏振光被PBS1反射后经QW1后入射到M1被反射，再次经过QW1后转换为p偏振光被PBS1透射；两束偏振光经P2后形成干涉信号由PD2接收并转换为测量信号1；被基圆柱2抛光面反射的光在B点被反射后进入测量光路由PD4接收并转换为测量信号3；被双基圆盘式渐开线样板的渐开线齿面Q点反射的光被反射后进入测量光路由PD3接收并转换为测量信号2。