一種對激光位移干涉儀提供實時波長修正之系統(tǒng)與裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]【發(fā)明所屬之技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明是有關(guān)于一種具激光波長實時修正的光學(xué)系統(tǒng)及裝置，適于應(yīng)用于任何以波長為計數(shù)單位的激光位移干涉儀，屬于精密量測及精密機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【【背景技術(shù)】】
[0003]一般激光的工作原理是利用光共振腔內(nèi)的駐波與發(fā)光體共振，其反覆穿梭的光束激發(fā)發(fā)光體內(nèi)高能階的電子，最后形成一能量密度高的光束以直線前進(jìn)，其具有高亮度、單色性佳與同調(diào)性好。因為在各個環(huán)境下仍保有良好的發(fā)光性質(zhì)，因此被廣泛應(yīng)用在各種工業(yè)層面上，以波長值為位移計算的基本單元所組成的激光位移干涉儀已為工業(yè)界常用的位移校正儀器，如數(shù)控工具機(jī)及線性定位移動臺的定位精度校正。然而，當(dāng)激光在不同溫度時，因共振腔長度的熱漲冷縮現(xiàn)象使得波長產(chǎn)生飄移?，F(xiàn)有的激光位移干涉儀均采用不同的激光穩(wěn)頻技術(shù)以使波長穩(wěn)定，但激光穩(wěn)頻方式的系統(tǒng)復(fù)雜、成本高及無法達(dá)到絕對穩(wěn)頻的功能，波長值仍受到環(huán)境變化需要做適當(dāng)?shù)男拚Ｒ虼?，如何能直接實時測定波長值而不從穩(wěn)頻方法來考慮即為本發(fā)明的特點。本發(fā)明所提出的激光波長修正單元可適用于任何激光位移干涉儀，提供準(zhǔn)確的實時波長值，亦可使用體積小的二極管激光為光源以大幅縮小激光位移干涉儀的整體體積，適于做為短行程奈米定位平臺的位移傳感器。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明提出一種利用光束射在一光柵片產(chǎn)生繞射后，如波長值改變則繞射角即跟著改變的原理，設(shè)計一創(chuàng)新的實時波長修正系統(tǒng)，可實時修正任何激光位移干涉儀的波長變化量，使得位移量測更為準(zhǔn)確。
[0005]本發(fā)明提供一種具實時波長修正之光學(xué)系統(tǒng)，其具有低成本高精度的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明提出一種對激光位移干涉儀提供實時波長修正之系統(tǒng)與裝置，其適于量測實時激光波長變化量以修正激光位移干涉儀的波長變化量，使得位移量測更為準(zhǔn)確。此具實時波長修正之系統(tǒng)與裝置，其包括一繞射式光柵、一聚焦透鏡及一激光光點位置傳感器。如圖1所示，分出自激光位移干涉儀的光束(I)穿透一繞射式光柵(2)時，此光柵(2)依據(jù)光學(xué)繞射原理針對特定波長的激光光適于產(chǎn)生一特定繞射角的第一階繞射光(3)，此繞射光經(jīng)過聚焦透鏡(4)將產(chǎn)生一聚焦光束(5)并聚焦于光位置傳感器(6)。聚焦透鏡(4)與光位置傳感器(6)均固定于一支撐臺(7)上。此聚焦透鏡(4)與光位置傳感器￠)的組合依據(jù)自動視準(zhǔn)儀原理適于感測出繞射光(3)的角度變化量。此繞射角的變化主要系因激光波長受到環(huán)境因素影響的實時變化值。激光光在某一固定溫度時的原始波長可以事先在恒溫室中校正而得，此波長對應(yīng)的繞射角可預(yù)先儲存。當(dāng)激光位移干涉儀在不同環(huán)境下操作時其波長會改變，本發(fā)明裝置可實時感測出此波長的變化量，提供實際波長值的實時修正。此具實時波長修正之光學(xué)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本、及可實時提高激光位移干涉儀量測精度的優(yōu)點?！尽靖綀D說明】】
[0007]圖1是主申請圖
[0008]圖2是實施例圖
[0009]【實施方式】
[0010]本發(fā)明之一實施例如圖2所示，對任何由激光光源、位移干涉模塊及移動反射鏡所組成的激光位移干涉儀，只要將激光光經(jīng)一分光鏡分離出一光束(I)即可用本發(fā)明之裝置感測出激光的實時波長，以提供激光位移干涉儀的波長修正。
[0011]指定代表圖:
[0012](一 )本案指定代表圖為:圖1。
[0013]( 二)本代表圖之元件符號簡單說明:
[0014]1:分出自激光位移干涉儀的光束
[0015]2:穿透式光柵片
[0016]3:繞射光束
[0017]4:聚焦透鏡
[0018]5:聚焦光束
[0019]6:光位置傳感器
[0020]7:支撐臺
【主權(quán)項】
1.一種具對激光位移干涉儀提供實時波長修正之系統(tǒng)與裝置，包括: 一繞射式光柵，接受來自激光位移干涉儀分離出的光源 一聚焦透鏡 一激光光點位置傳感器 一支撐臺。2.如申請專利范圍第I項所述之具對激光位移干涉儀提供實時波長修正之系統(tǒng)與裝置，其中該繞射式光柵可為穿透式或反射式光柵片。3.如申請專利范圍第I項所述之具對激光位移干涉儀提供實時波長修正之系統(tǒng)與裝置，其所實施的激光位移干涉儀可為任何激光光源。
【專利摘要】一種對激光位移干涉儀提供實時波長修正之系統(tǒng)與裝置，其包括一繞射式光柵、一聚焦透鏡及一激光光點位置傳感器。繞射式光柵依據(jù)光學(xué)繞射原理針對特定波長的激光光適于產(chǎn)生一特定的繞射角，聚焦透鏡及光位置傳感器的組合依據(jù)自動視準(zhǔn)儀原理適于感測出激光波長受到環(huán)境因素影響的實時變化值所產(chǎn)生的繞射角變化，以提供實際波長值的實時修正。此具自行實時波長修正之系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單及低成本的優(yōu)點，適于應(yīng)用于任何激光位移干涉儀。其亦可使用激光二極管為光源以縮小整體激光位移干涉儀尺寸，適于做為短行程奈米定位平臺的位移傳感器。
【IPC分類】G01B9/02
【公開號】CN104949614
【申請?zhí)枴緾N201410288889
【發(fā)明人】范光照, 許智欽
【申請人】常州和悅光電科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年6月24日