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专利号: 2015102877135
申请人: 北方民族大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种对比式抗干扰微动级联阶梯角反射镜激光干涉仪,包括有激光源、微动阶梯角反射镜组、干涉测量光电探测器组、移动角反射镜、分光镜组和微动平台,所述微动阶梯角反射镜组包括有m个微动阶梯角反射镜和m-1个固定角反射镜,m>2,m个所述微动阶梯角反射镜设置在所述微动平台上;

所述激光源向所述分光镜组射出z束激光束,其中z为大于或者等于2的正整数,所述干涉测量光电探测器组包括有z个干涉测量光电探测器,每一个干涉测量光电探测器与一束激光束相对应,各激光束经所述分光镜组后分为第一激光束组和第二激光束组,所述第一激光束组射向所述微动阶梯角反射镜组,经所述微动阶梯角反射镜组反射后再次射向所述分光镜组,再经所述分光镜组后射向所述干涉测量光电探测器组,所述第二激光束组射向所述移动角反射镜,经所述移动角反射镜反射后再次射向所述分光镜组,经所述分光镜组后相对应的与射向所述干涉测量光电探测器组的第一激光束组发生干涉,形成干涉激光束组,干涉激光束组的各干涉光束分别射向各自对应的所述干涉测量光电探测器;

其特征在于,所述对比式抗干扰微动级联阶梯角反射镜激光干涉仪还包括有反射测量光电探测器组,所述反射测量光电探测器组包括有z个反射测量光电探测器,所述第二激光束组在由所述移动角反射镜射向所述分光镜组后还形成有反射激光束组,所述反射激光束组的各激光束分别射向一个所述反射测量光电探测器。

2.如权利要求1所述的对比式抗干扰微动级联阶梯角反射镜激光干涉仪,其特征在于,所述分光镜组包括有第一分光镜和第二分光镜,所述激光源射出的z束激光束先射到第一分光镜,经第一分光镜反射形成第一激光束组,经第一分光镜透射形成第二激光束组,第一激光束组射向所述微动阶梯角反射镜组,经反射后再次射向所述第一分光镜,然后再透射过所述第一分光镜,所述第二激光束组射向所述移动角反射镜,经所述移动角反射镜反射后射向所述第二分光镜,经所述第二分光镜透射后射向所述第一分光镜,并且与从所述第一分光镜透射出的第一激光束组发生干涉,形成干涉激光束组后射向所述干涉测量光电探测器组,由所述移动角反射镜射向所述第二分光镜的所述第二激光束组还被所述第二分光镜反射形成所述反射激光束组。

3.一种用于权要求1或2任意一项所述的对比式抗干扰微动级联阶梯角反射镜激光干涉仪的标定方法,其特征在于,包括下述步骤:

步骤一、位置调整:调整好激光源、微动阶梯角反射镜组、分光镜组、干涉测量光电探测器组、反射测量光电探测器组、移动角反射镜和微动平台的位置;

步骤二、调整光路:启动所述激光源,进一步精确调整微动阶梯角反射镜组、分光镜组、干涉测量光电探测器组、反射测量光电探测器组、移动角反射镜和微动平台的位置,使激光干涉仪的光路达到设计要求;

步骤三、生成最强干涉数据库:选取干涉测量光电探测器组中的一个干涉测量光电探测器作为标定干涉测量光电探测器,选取反射测量光电探测器组中的一个反射测量光电探测器作为标定反射测量光电探测器,所述标定干涉测量光电探测器与所述标定反射测量光电探测器与所述激光源射出的同一束激光束相对应,在空气洁净的环境下控制所述微动平台移动,当射向所述标定干涉测量光电探测器的干涉光束为最强相长干涉时固定所述微动平台,记录此时标定反射测量光电探测器读数和标定干涉测量光电探测器读数,改变空气环境使所述标定反射测量光电探测器读数变化,同时记录若干个标定反射测量光电探测器读数以及对应的标定干涉测量光电探测器读数,得到最强干涉数据库。

4.如权利要求3所述的标定方法,其特征在于,还包括有步骤四、生成最弱干涉数据库:在空气洁净的环境下控制所述微动平台移动,当射向所述标定干涉测量光电探测器的干涉光束为最弱相消干涉时固定所述微动平台,记录此时标定反射测量光电探测器读数和标定干涉测量光电探测器读数,改变空气环境使所述标定反射测量光电探测器读数变化,同时记录若干个标定反射测量光电探测器读数以及对应的标定干涉测量光电探测器读数,得到最弱干涉数据库。

5.如权利要求4所述的标定方法,其特征在于,还包括有步骤五、生成1/n波长干涉数据库,n为大于或等2的正整数,在空气洁净的环境下控制所述微动平台移动,当射向所述标定干涉测量光电探测器的干涉光束为最强相长干涉时,再继续移动1/2mn波长的距离,记录此时标定反射测量光电探测器读数和标定干涉测量光电探测器读数,然后改变空气环境使所述标定反射测量光电探测器读数变化,同时记录若干个所述标定反射测量光电探测器读数以及对应的标定干涉测量光电探测器读数,得到1/n波长干涉数据库。

6.一种采用权利要求1或2任意一项所述的对比式抗干扰微动级联阶梯角反射镜激光干涉仪和采用权利要求5所述的标定方法的测量方法,其特征在于,在实际测量环境中,设所述标定反射测量光电探测器测量到的信号读数为x,所述标定干涉测量光电探测器测量得到的信号读数为y,将x值和y值在最强干涉数据库、最弱干涉数据库、1/n波长干涉数据库中进行比对,当x值和y值与最强干涉数据库中的某一组值相匹配,则认为此位置为最强相长干涉位置,当x值和y值与最弱干涉数据库中的某一组值相匹配,则认为此位置为最弱相消干涉位置,当x值和y值与1/n波长干涉数据库中的某一组值相匹配,则认为此位置为

1/n波长干涉位置。

7.如权利要求6所述的测量方法,其特征在于,设定y值的匹配阈值△,设最强干涉数据库、最弱干涉数据库、1/n波长干涉数据库中标定干涉测量光电探测器对应的数值为y’,根据x值对最强干涉数据库、最弱干涉数据库、1/n波长干涉数据库进行y’的查询,如果存在y’使|y-y'|<△,再区分y’所在的数据库,如果y’在最强干涉数据库内,则认为此位置为最强相长干涉位置,如果y’在最弱干涉数据库内,则认为此位置为最弱相消干涉位置,如果y’在1/n波长干涉数据库内,则认为此位置为1/n波长干涉位置。

8.如权利要求7所述的测量方法,其特征在于,设最强干涉数据库、最弱干涉数据库、

1/n波长干涉数据库中标定反射测量光电探测器对应的数值为x’,在实际测量中,选择最接近实际测量值x的x’作为匹配值,根据x’值对最强干涉数据库、最弱干涉数据库、1/n波长干涉数据库进行y’进行查询,如果存在y’使|y-y'|<△,再区分y’所在的数据库,如果y’在最强干涉数据库内,则认为此位置为最强相长干涉位置,如果y’在最弱干涉数据库内,则认为此位置为最弱相消干涉位置,如果y’在1/n波长干涉数据库内,则认为此位置为1/n波长干涉位置。

9.如权利要求7或8所述的测量方法,其特征在于,所述匹配阈值△的大小保证在进行数据查询时,当满足|y-y'|<△时,y’为唯一值。

10.如权利要求9所述的测量方法,其特征在于,所述匹配阈值△的大小按照实际测量的精度要求进行设定,当需要高精度的测量值时,采用较小的匹配阈值,当不需要高精度测量值时,采用较大的匹配阈值。