高精度線(xiàn)性衍射光柵干涉儀系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)在長(zhǎng)行程范圍內(nèi)具有微米級(jí)甚至納米級(jí)分辨率的定位系統(tǒng)的要求愈發(fā)迫切，工業(yè)界中應(yīng)用較多的是各類(lèi)激光干涉儀，雖然激光干涉儀具有高精度，高分辨率，測(cè)量范圍大的優(yōu)點(diǎn)，但是其價(jià)格昂貴且測(cè)量精度易受環(huán)境的影響。于是開(kāi)發(fā)具有微型化、高分辨率、低成本、易使用等優(yōu)點(diǎn)的位移傳感器，是計(jì)量學(xué)中一個(gè)重要的課題。 本文提出了一種新型的激光衍射光柵干涉儀測(cè)量系統(tǒng)，以光柵衍射原理和偏振光學(xué)為理論基礎(chǔ)，配合正交信號(hào)的解相位細(xì)分原理，使得該

2、系統(tǒng)可以達(dá)到納米級(jí)分辨率。由于光柵干涉儀測(cè)量系統(tǒng)以精密光柵柵距作為測(cè)量基準(zhǔn)，相對(duì)于傳統(tǒng)干涉儀，光柵尺系統(tǒng)受環(huán)境因素所造成的測(cè)量誤差影響較小。 光學(xué)架構(gòu)上，本光學(xué)尺利用偏振光學(xué)元件，能大幅改善光柵與光學(xué)讀數(shù)頭之間的對(duì)位公差；避免了零級(jí)衍射光的回饋，提高了光學(xué)尺輸出的信噪比。 本文也同時(shí)開(kāi)發(fā)出一套信號(hào)處理流程。經(jīng)由信號(hào)處理電路，可有效補(bǔ)償因光學(xué)元件調(diào)整不當(dāng)或光柵之偏擺所造成的不完美正交信號(hào)。 整合本論文創(chuàng)新之光學(xué)架構(gòu)