[发明专利]一种双路单频激光干涉仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种干涉仪，特别是关于一种双路单频激光干涉仪。

背景技术

激光干涉仪由于其测量精度高且测量范围广，已经广泛应用于长度测量领域。目前在工业上应用较多的有单频激光干涉仪和双频激光干涉仪。早期的单频激光干涉仪受限于直流漂移等因素的影响，一般仅用于实验室专用设备中，很长一段时间没能在工业中得到应用。后来以RENISHAW公司为代表，较好地解决了这一问题，使得单频激光干涉仪实用性大大提高。与双频激光干涉仪相比，单频激光干涉仪的结构和电路处理更为简单，而且其测量速度在原理上没有限制，主要取决于放大器的带宽和电子器件的速度，因此在高测速的场合具备优势。制造业中，机床测量不仅具有高测速的需求，而且常常需要同时测量工作台x轴、y轴的位移。这一般需要两个高测速干涉仪来完成。这使得测量系统较为复杂，而且成本很高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种采用一个双频激光头便能实现两台干涉仪同时高速测量功能的双路单频激光干涉仪。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种双路单频激光干涉仪，其特征在于：它包括一双频激光头、一偏振分光棱镜和两组相同的单频激光干涉系统；每一组单频激光干涉系统包括两个1/4波片，一个半波片，三个偏振分光棱镜，一个消偏振分光棱镜，两个角反射镜，一个反射镜和四个光电探测器，其中一个角反射镜作为测量镜固定不动，另一角反射镜放置在测量目标上；所述双频激光头发出正交偏振的线偏振光束，经偏振分光棱镜分成两束线偏振光，其中透射的线偏振光入射到第一组单频激光干涉系统中，反射的线偏振光入射到第二组单频激光干涉系统中。

本发明还可以包括一直角棱镜，所述双频激光头发出正交偏振的线偏振光束，经偏振分光棱镜分成两束线偏振光后，其中反射的线偏振光先经过所述直角棱镜反射后，再入射到第二组单频激光干涉系统中。

进入每一组所述单频激光干涉系统的光束经过1/4波片转成圆偏振光，再经过偏振分光棱镜分成两束线偏振光，两束线偏振光分别经过一角反射镜反射后返回，再次经过所述偏振分光镜后合成一束正交偏振光；所述正交偏振光束经过反射镜反射后，入射经过半波片偏振方向旋转45°，再经过消偏振分光棱镜等分成两束光；其中一束光入射到偏振分光棱镜上分成两束线偏振光，两束偏线振光被两个光电探测器探测；另一束光经过一1/4波片后转成一束叠加的左旋和右旋圆偏振光，再经过一偏振分光棱镜后分成两束线偏振光，两束偏线振光被另外两个光电探测器探测。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用了一个双频激光头和两组单频激光干涉系统的光路设计，因此不但可以用一台设备代替两台干涉仪对工作台x轴、y轴的位移进行同时高速测量，还可以对一个在平动同时又有微小转动的物体进行位移和转角的测量。2、本发明由于设置了两组单频激光干涉系统，因此在高测速的应用场合下与双路双频干涉仪相比具有明显的优势。3、本发明由于对光电探测信号进行差动处理，因此可以极大地抑制共模噪声，提高测量精度和稳定性。本发明可以广泛用于高精度移动台测量定位以及其它高精度长度计量场合。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是本发明另一实施例结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明包括一双频激光头A、一偏振分光棱镜B和两组单频激光干涉系统。

本发明第一组单频激光干涉系统包括1/4波片P1、P2，半波片P3，偏振分光棱镜PBS1、PBS2、PBS3，消偏振分光棱镜NBS1，角反射镜CR1、CR2，反射镜M1以及光电探测器D1、D2、D3、D4。

本发明第二组单频激光干涉系统包括1/4波片P4、P6，半波片P5，偏振分光棱镜PBS4、PBS5、PBS6，消偏振分光棱镜NBS2，角反射镜CR3、CR4，反射镜M2以及光电探测器D5、D6、D7、D8。

本发明由双频激光头A发出正交偏振的线偏振光束，经偏振分光棱镜B分成两束线偏振光，其中透射的线偏振光入射到第一组单频激光干涉系统中，反射的线偏振光入射到第二组单频激光干涉系统中。