[发明专利]基于衍射光栅的长行程、高精度位移测量方法

摘要

本发明公开了一种基于衍射光栅的长行程、高精度位移测量方法，双频激光器发出的激光入射到读数头中，经过读数头中的光学元件，入射激光会形成两组测量光束，每组测量光束以满足光栅方程的利特罗角入射到测量光栅上，测量光栅由多块光栅沿光栅矢量方向拼接而成。当测量光栅沿光栅矢量方向运动时，携带测量信息的衍射光按原路返回，经过读数头中的光学元件形成两路测量信号，分别被两个接收器接收，并进入信号处理系统。在测量过程中，随着光栅的运动，两个接收器至少一个可以接收到测量信号，从而实现了长行程的位移测量。本发明不需要多个读数头便可完成长行程位移测量，结构紧凑，体积小，对环境敏感性低，可以降低环境控制成本，提升测量性能。

主权项

1.一种基于衍射光栅的长行程、高精度位移测量方法，其特征在于，包括如下步骤：双频激光器发出的激光入射到读数头中；经过读数头中的光学元件，入射激光会形成两组测量光束，每组测量光束以满足光栅方程的利特罗角入射到测量光栅上；当光栅沿矢量方向运动时，携带测量信息的衍射光会按原路返回；经过读数头中的光学元件形成两路测量信号，分别被两个接收器接收，并进入信号处理系统进行位移计算；在位移测量过程中，所述两个接收器交替进行工作，以使测量光栅在运动过程中至少有一个接收器处于工作状态，实现长行程测量，由读数头通过集成分束棱镜、两个偏振分束棱镜、四个四分之一波片，入射光平面折转镜、两个出射光平面折转镜、两个测量光平面折转镜、测量光楔形双平面折转镜，实现两组测量光束输出，所述测量光栅包括高精度测量光栅固定导轨、三块测量光栅，测量光栅沿光栅矢量方向排列并固定于高精度测量光栅固定导轨上，每块测量光栅的长度大于两组测量光束之间的距离。