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公开(公告)号：CN118583063A
公开(公告)日：2024-09-03
申请号：CN202411063882.6
申请日：2024-08-05
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
IPC分类号： G01B11/02 , G01B9/02001
摘要： 本发明涉及光栅干涉测量技术领域，具体提供一种利特罗光栅干涉测量装置及其应用，装置包括：双频正交偏振光源、偏振分光棱镜、反射组件、探测器，以及参数相同的第一衍射光栅和第二衍射光栅；第一衍射光栅和第二衍射光栅相对设置在偏振分光棱镜竖直方向上的两侧，在偏振分光棱镜水平方向上的两侧分别设有反射组件、以及双频正交偏振光源和探测器，通过偏振分光棱镜将双频正交偏振光源的输出光分为被透射的水平偏振测量光和被反射的垂直偏振测量光，并在第一衍射光栅和第二衍射光栅之间分别实现两次衍射，最后两束测量光干涉射入探测器，依据干涉图样计算光栅位移。本发明在利特罗入射情况下实现了二次衍射，提升了位移测量精度。
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公开(公告)号：CN117091513A
公开(公告)日：2023-11-21
申请号：CN202311356406.9
申请日：2023-10-19
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
IPC分类号： G01B11/02 , G01B9/02015
摘要： 本发明涉及光栅测量领域，具体涉及一种基于大尺寸光斑的光栅干涉测量装置及测量方法。光源发射的基础光束通过分光组件分成参考光束以及测量光束，测量光束经过第二分光镜分成第二测量光束以及第一测量光束，第二测量光束经过第二扩束组件进行扩束，第一测量光束经过第一扩束组件进行扩束，使得第二测量光束的光斑尺寸以及第一测量光束的光栅尺寸成倍增加，以利特罗角度入射至衍射光栅表面，最后原路返回，形成携带位移信息的稳定干涉信号，被第二探测器以小光斑形式接收，利用扩束组件扩大入射衍射光栅的光束大小，既可以保留整个光栅干涉测量装置的小型化与集成化设计，又可以极大地减小因光栅均匀性误差与污点对实验精度的影响。
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公开(公告)号：CN112097644B
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202010854092.5
申请日：2020-08-24
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
摘要： 本发明提供一种拼接光栅位移测量系统及测量方法，其中的方法包括S1、双频激光器发出固定频差的两束激光，一束作为测量光，另一束作为参考光；S2、测量光与参考光分别通过光纤耦合输出模块进入读数头；其中，测量光经读数头入射到移动的拼接光栅发生衍射后返回读数头，并透过读数头进入光纤耦合接收模块，参考光在读数头内折转后进入光纤耦合接收模块，参考光与测量光在光纤耦合接收模块内发生干涉形成干涉信号；S3、光纤耦合接收模块将干涉信号上传至信号处理系统进行处理，获得光栅运动的位移量。本发明能够在实现长行程测量的同时减少数据处理所需的光纤耦合接收器的数量，从光学结构上实现拼接光栅位移测量系统的小型化设计。
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公开(公告)号：CN112097649B
公开(公告)日：2021-10-26
申请号：CN202010953635.9
申请日：2020-09-11
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
摘要： 本发明提供一种外差光栅位移测量光学系统，包括光源、读数头、光电接收模块和信号处理系统，光源用于产生两束重合、偏振正交且具有固定频差的偏振光；读数头用于接收两束偏振光，并分别入射到移动的测量光栅的表面生成分别包括第一偏振光分量与第二偏振光分量的+1级衍射光和‑1级衍射光，+1级衍射光和‑1级衍射光分别经读数头入射到光电接收模块；光电接收模块用于接收+1级衍射光的第一偏振光分量和第二偏振光分量及‑1级衍射光的第一偏振光分量和第二偏振光分量形成两路拍频信号；信号处理系统用于对两路拍频信号进行差分计算，实现测量光栅单次衍射4倍光学细分的位移测量。本发明可以避免光栅面形精度和光栅姿态误差对测量精度的影响。
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公开(公告)号：CN112097652A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010953671.5
申请日：2020-09-11
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
摘要： 本发明提供一种光栅位移测量装置，包括转向干涉测量读数头和信号处理系统，转向干涉测量读数头包括光源、光学结构、两组分束结构和光电接收模块；其中，光源用于发出线偏振光，线偏振光经准直后出射到光学结构；光学结构用于将线偏振光垂直入射到测量光栅的表面，以及将衍射后产生携带测量信息的±1级衍射光入射至两组分束结构；两组分束结构用于分别对±1级衍射光进行分束，产生相位差为90°的四路干涉信号；光电接收模块用于接收四路干涉信号，在光电转换后传输到信号处理系统；信号处理系统用于对四路干涉信号进行相移计算，得到测量光栅的位移量。本发明具有结构更加紧凑、电子元件集中、扩展性强的优点。
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公开(公告)号：CN112097649A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010953635.9
申请日：2020-09-11
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
摘要： 本发明提供一种外差光栅位移测量光学系统，包括光源、读数头、光电接收模块和信号处理系统，光源用于产生两束重合、偏振正交且具有固定频差的偏振光；读数头用于接收两束偏振光，并分别入射到移动的测量光栅的表面生成分别包括第一偏振光分量与第二偏振光分量的+1级衍射光和‑1级衍射光，+1级衍射光和‑1级衍射光分别经读数头入射到光电接收模块；光电接收模块用于接收+1级衍射光的第一偏振光分量和第二偏振光分量及‑1级衍射光的第一偏振光分量和第二偏振光分量形成两路拍频信号；信号处理系统用于对两路拍频信号进行差分计算，实现测量光栅单次衍射4倍光学细分的位移测量。本发明可以避免光栅面形精度和光栅姿态误差对测量精度的影响。
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公开(公告)号：CN117091514B
公开(公告)日：2023-12-19
申请号：CN202311356408.8
申请日：2023-10-19
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
摘要： 本发明涉及光栅测量领域，具体涉及一种双层浮动读数头的光栅位移测量装置、方法、介质及设备。在基板工作面的两个第一侧边上设置第一测量光栅组，以及对称设置在第一基准线两侧且靠近所述通光件设置的第二测量光栅组，在同侧设置的第一测量光栅与第二测量光栅之间设有读数部件，每一读数部件用于采集第一测量光栅的第一位置信息以及第二测量光栅的第二位置信息，本技术方案利用两个读数部件输出的多路位置信息，结合位移求解算法，可以对参考物体沿X、Y、Z方向的平动位移量（X、Y、Z）以及绕X、(56)对比文件Wei Zhang等.A large-size andpolarization-independent two dimensionalgrating fabricated by scanned reactive-ion-beam etching《.NANOPHOTONICS》.2022,第11卷(第21期),第4649-4657页.
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公开(公告)号：CN117091512A
公开(公告)日：2023-11-21
申请号：CN202311356403.5
申请日：2023-10-19
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
IPC分类号： G01B11/02 , G01B9/02015
摘要： 本发明涉及光栅测量领域，具体涉及一种多读数头协同光栅测量装置、测量方法、介质及设备。在基板面的两个第一侧边上设置第一测量光栅组，以及对称设置在第一基准线两侧且靠近所述通光件设置的第二测量光栅组，并在第一测量光栅组所在的第一侧边上设置两个第一读数头组以及一个第二读数头组，在第二测量光栅组上沿第二基准线两侧对称设置两个第三读数头组以及两个第四读数头组，共十四个读数头协同测量不同运动状态下的位移信息，从而求解得出不同运动状态下的基板的位移参数，解算速度快、精度高、可用于大量程位移测量的复合读数头协同传感光栅干涉大量程多自由度测量装置，可以实现一维度至六维度的位移测量。
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公开(公告)号：CN113465514B
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202110722961.3
申请日：2021-06-28
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
摘要： 本发明提供六维测量装置及方法，装置部分包括竖直位移测量单元、水平位移测量单元、角度测量单元、二维光栅、单频激光器、处理器单元；二维光栅与待测物体固定连接，单频激光器发出的单频激光射入二维光栅产生衍射，当二维光栅的位置发生改变时，衍射光的形态发生改变；将衍射光的数据传递至处理器单元，处理器单元根据接收的数据，计算得到二维光栅的水平位移、竖直位移和角度变化。本发明运用处理器单元对信号进行解耦处理，可实现单次衍射的四倍光学细分。本发明还采用对称的结构分布和四步相移相结合的方式，消除测量系统在光程上引入的影响的同时实现六维测量；在限制光程的情况下，保证三维位移测量方面的光程差保持一致。
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公开(公告)号：CN114877811A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210675050.4
申请日：2022-06-15
申请人： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
IPC分类号： G01B11/02
摘要： 本发明提供一种一维光栅位移测量装置，包括：激光装置、偏振分光棱镜、第一折光装置、衍射光栅、第二折光装置、探测器装置；激光装置用于发出两束线偏振光束垂直入射至偏振分光棱镜中，被偏振分光棱镜分为互相垂直的第一光束和第二光束、第三光束和第四光束；第一光束和第三光束经过第一折光装置的折射后以Littrow角度入射至衍射光栅中分别得到+1级衍射光束和‑1级衍射光束，+1级衍射光束和‑1级衍射光束再次经过第一折光装置的折射和偏振分光棱镜的反射后进入探测器装置中；第二光束和第四光束经过第二折光装置的两次反射和偏振分光棱镜的透射后进入探测器装置中。本发明提高了光栅位移测量系统的稳定性和精度，使读数头的结构更加简便。
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