[发明专利]一种用于三坐标测量的大数值孔径光纤点衍射干涉装置及方法

摘要

本发明提供一种用于三坐标测量的大数值孔径光纤点衍射干涉装置及方法，涉及光学测量。激光器发出光经过偏振分光棱镜分成透射光和反射光，透射光在亚波长孔径光纤出射端产生点衍射球面波前W2，反射光经过移动的反射镜反射后在亚波长孔径光纤出射端产生点衍射球面波前W1，CCD探测器采集W1和W2干涉条纹，通过多步移相和L‑M算法的二重迭代算法实现被测目标的三维坐标的测量。本发明解决现有技术三坐标测量点衍射干涉仪难以同时实现大数值孔径和高能量的衍射球面波前问题。有益效果两个亚波长孔径光纤的探针作为测量探头，获得高亮度和大数值孔径的点衍射球面波前降低感光灵敏度的要求，扩大三坐标测量的光纤点衍射干涉系统测量范围。

主权项

一种用于三坐标测量的大数值孔径光纤点衍射干涉装置，它包括激光器（1）、二分之一波片Ⅰ（2）、偏振分光棱镜（3）、四分之一波片（4）、反射镜（5）、移相器（6）、二分之一波片Ⅱ（9）、测量探头（12）、CCD探测器（13），其特征在于：所述测量探头（12）连接有亚波长孔径单模光纤Ⅰ（8）和亚波长孔径单模光纤Ⅱ（11），亚波长孔径单模光纤Ⅰ（8）与测量探头（12）连接部为出射端，另一端连接有光纤耦合器Ⅰ（7），亚波长孔径单模光纤Ⅱ（11）与测量探头（12）连接部为出射端，另一端连接有光纤耦合器Ⅱ（10），所述反射镜（5）与移相器（6）输出端连接，激光器（1）发出的光经过二分之一波片Ⅰ（2）射入偏振分光棱镜（3），分成透射光p和反射光s，透射光p经过二分之一波片Ⅱ（9）射入光纤耦合器Ⅱ（10），在亚波长孔径单模光纤Ⅱ（11）出射端产生点衍射球面波前W2，反射光s经过四分之一波片（4），射入反射镜（5），反射后，依次经过四分之一波片（4）和偏振分光棱镜（3）射入光纤耦合器Ⅰ（7），在亚波长孔径单模光纤Ⅰ（8）出射端产生点衍射球面波前W1，所述CCD探测器（13）采集点衍射球面波前W1和点衍射球面波前W2干涉条纹，所述CCD探测器（13）电连接有计算机（14），计算机（14）与移相器（6）电连接，所述亚波长孔径单模光纤Ⅰ（8）的出射端和所述亚波长孔径单模光纤Ⅱ（11）的出射端并排固定在测量探头（12）上，两个出射端的间距L为700μm至800μm。