[发明专利]基于相位调制的双激光单频干涉纳米位移测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于相位调制的双激光单频干涉纳米位移测量装置及方法。单频激光器输出单波长的线偏振光，射向由四个分光镜和两个角锥棱镜构成的双激光单频干涉仪，分别形成测量干涉信号和参考干涉信号，分别由两个光电探测器接收；光路中放置电光相位调制器并施加周期性的锯齿波电压信号，将测量和参考直流干涉信号调制为交流干涉信号；检测被测对象运动引起的两路干涉信号的相位差变化量，得到被测位移。本发明克服了单频干涉仪由于直流漂移引入的误差，避免了对测量干涉信号的直接细分带来的正弦误差或者非正交误差，具有亚纳米级测量精度，适用于高端装备制造与加工领域中的精密位移测量。

主权项

1.一种基于相位调制的双激光单频干涉纳米位移测量装置，其特征在于：包括单频激光器(1)、第一分光镜(2)、第二分光镜(3)、第三分光镜(4)、第四分光镜(5)、电光相位调制器(6)、高压放大器(7)、信号发生器(8)、参考角锥棱镜(9)、测量角锥棱镜(10)、第一光电探测器(11)和第二光电探测器(12)；单频激光器(1)输出波长为λ的线偏振光射向第一分光镜(2)发生透射和反射，第一分光镜(2)的透射输出光束射向第二分光镜(3)发生透射和反射；第二分光镜(3)的反射输出光束经电光相位调制器(6)调制后射向参考角锥棱镜(9)，经参考角锥棱镜(9)反射后的反射光束射向第四分光镜(5)发生透射和反射，第四分光镜(5)的反射输出光束与第一分光镜(2)的反射输出光束在第三分光镜(4)处汇合形成参考干涉信号，并由第一光电探测器(11)接收；第二分光镜(3)的透射输出光束射向测量角锥棱镜(10)，经测量角锥棱镜(10)反射的光束与第四分光镜(5)的透射输出光束在第二分光镜(3)处汇合形成测量干涉信号，并由第二光电探测器(12)接收。