[发明专利]基于四标准光轴气浴的线位移激光干涉仪校准方法与装置

权利要求书

1.一种基于四标准光轴气浴的线位移激光干涉仪校准方法，其特征在于该方法步骤如下：

(1)标准激光干涉仪激光器的输出光经四轴中空激光干涉镜组形成相互平行的四条标准测量光束，四条标准测量光束以正四棱柱侧棱分布形式入射到有中间孔的平面镜上，每条标准测量光束中带有平面镜位移信息的部分光被反射回四轴中空激光干涉镜组后，根据从四轴中空激光干涉镜组中获得的与四条标准测量光束分别对应的四个干涉信号，可以得到有中间孔的平面镜沿标准测量光束方向运动的四个位移值；

(2)被校准激光干涉仪激光器的输出光经被校准激光干涉仪干涉镜组形成被校准激光干涉仪测量光束，被校准激光干涉仪测量光束穿过四轴中空激光干涉镜组的中间通孔，与四条标准测量光束平行，并与每条标准测量光束的距离相等，被校准激光干涉仪测量光束入射到被校准激光干涉仪反射镜上，在被反射回被校准激光干涉仪干涉镜组后，根据从被校准激光干涉仪干涉镜组中获得的干涉信号，可以得到被校准激光干涉仪反射镜沿标准测量光束方向运动的位移值；

(3)气浴装置沿垂直于四条标准测量光束方向吹送匀速气流，形成稳定的气浴环境，在垂直于四条标准测量光束的平面，由四条标准测量光束在该平面投影点构成的正方形区域内，气浴环境使空气温度、湿度和气压近似均匀分布，使四条标准测量光束的空气折射率平均值更加接近被校准激光干涉仪测量光束的空气折射率值；

(4)在运动台沿标准测量光束方向往复运动过程中，以匀速或非匀速采样速率，同步采样标准激光干涉仪四个测量位移值和被校准激光干涉仪测量位移值，将每次采样获得的标准激光干涉仪四个测量位移取平均值后与同时采样获得的被校准激光干涉仪测量位移值作差，得到若干采样测量误差值。

2.一种基于四标准光轴气浴的线位移激光干涉仪校准装置，包括标准激光干涉仪激光器(1)和四个配置在可接收标准激光干涉仪干涉信号位置上的接收器(8、9、10、11)，导线将四个接收器(8、9、10、11)分别与标准激光干涉仪信号处理系统(12)连接；其特征在于在标准激光干涉仪激光器(1)输出光路上配置有中间通孔(16)的可以让被校准激光干涉仪测量光束(15)穿过的四轴中空标准激光干涉镜组(2)；四轴中空标准激光干涉镜组(2)一侧配置导轨(21)，运动台(20)配装在导轨(21)上，在运动台(20)上安装有中间孔的平面镜(7)，在平面镜(7)中间孔内安装被校准激光干涉仪反射镜(17)，被校准激光干涉仪反射镜(17)和有中间孔的平面镜(7)组成入射面共面并且相对位置固定的目标反射镜；在四条平行标准测量光束(3、4、5、6)侧部配置气浴装置(22)；在四轴中空标准激光干涉镜组(2)另一侧配置被校准激光干涉仪干涉镜组(14)和被校准激光干涉仪激光器(13)，所述被校准激光干涉仪干涉镜组(14)位于被校准激光干涉仪激光器(13)输出光路上；被校准激光干涉仪接收器(18)配置在可接收被校准激光干涉仪干涉信号的位置上，导线将被校准激光干涉仪接收器(18)与被校准激光干涉仪信号处理系统(19)连接。

3.根据权利要求2所述的基于四标准光轴气浴的线位移激光干涉仪校准装置，其特征在于所述的四条平行标准测量光束(3、4、5、6)和被校准激光干涉仪测量光束(15)都与目标反射镜入射面垂直。

4.根据权利要求2所述的基于四标准光轴气浴的线位移激光干涉仪校准装置，其特征在于所述的四轴中空标准激光干涉镜组(2)的中间通孔(16)包括任意形状，数目是一个或一个以上。

5.根据权利要求2所述的基于四标准光轴气浴的线位移激光干涉仪校准装置，其特征在于所述的每条平行标准测量光束(3、4、5、6)和被校准激光干涉仪测量光束(15)分别被有中间孔的平面镜(7)和被校准激光干涉仪反射镜(17)反射一次或一次以上。

6.根据权利要求2所述的基于四标准光轴气浴的线位移激光干涉仪校准装置，其特征在于所述的被校准激光干涉仪反射镜(17)包括平面镜、角锥棱镜、直角棱镜。