[发明专利]一种高容差的二自由度外差光栅干涉测量方法及系统

摘要

一种高容差的二自由度外差光栅干涉测量方法及系统，该系统包括分别调制外差激光模块、光栅干涉镜组、光电探测与信号处理单元；分别调制外差激光模块同时输出两束频率不同的激光平行入射到第一分光面分光，一部分入射后向反射器产生参考光束入射第三分光面，另一部分经过被测光栅‑后向反射器构成的二次衍射结构得到两束测量光束，并入射第二分光面分为两部分，其中一部分合光形成第一干涉光束，另一部分入射第三分光面与对应的参考光束合光形成第二和第三干涉光束，三束干涉光的光学拍频信号经过光电探测与信号处理解算出光栅的水平和垂直方向位移信息，该方法和系统在提高光学细分数的同时提高对光栅偏摆的角度容差。

主权项

1.一种高容差的二自由度外差光栅干涉测量方法，其特征在于：外差激光器同时输出两束激光，其中第一束激光为第一个频率，第二束激光为第二个频率，在空间上分开传输至第一分光面得到对应的参考光束和测量光束，其中两参考光束经过后向反射器结构形成第一参考光束和第二参考光束，入射第三分光面；两测量光束垂直入射被测光栅，经过光栅‑后向反射器形成的二次衍射结构得到对应的第一测量光束和第二测量光束，并经过第二分光面分为两部分，其中一部分经过合光镜组形成第一干涉光束，另一部分入射第三分光面；在第三分光面上，第一参考光束和第二测量光束、第二参考光束和第一测量光束各自汇合形成第二干涉光束和第三干涉光束，三干涉光束各自产生光学拍频干涉，其光学拍频信号经光电探测与信号处理得到被测光栅的水平位移和垂直位移信息。