專(zhuān)利名稱(chēng)：二維位移測(cè)量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二維位移測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
用于位移測(cè)量的裝置，在機(jī)械加工業(yè)中有很廣泛的應(yīng)用。目前，公知的用來(lái)精密 測(cè)量物體的移動(dòng)位移的工具包括光柵尺，磁柵尺，球柵尺等，這些都是測(cè)量一個(gè)方向上位移 的，利用它們，也可以構(gòu)成測(cè)量平面位置的系統(tǒng)。但是，在某些比較特殊的領(lǐng)域，比如半導(dǎo)體 工業(yè)測(cè)量，測(cè)量顯微鏡，要求測(cè)量系統(tǒng)體積相對(duì)較小，移位方便等，如采用兩個(gè)一維光柵尺 構(gòu)成的系統(tǒng)，讀數(shù)頭為兩個(gè)，數(shù)據(jù)線(xiàn)也為兩套，不利于減小系統(tǒng)體積。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有在二維位移測(cè)量中，需要兩套獨(dú)立測(cè)量系統(tǒng)，導(dǎo)致體積較大的 問(wèn)題，提供一種能夠進(jìn)行二維位移測(cè)量的裝置。
二維位移測(cè)量的裝置，該裝置包括激光器、擴(kuò)束鏡、第一反射鏡、半反半透鏡、第一 聚焦透鏡、二維測(cè)量光柵、二維位移平臺(tái)、第二反射鏡、第二聚焦透鏡和二維面陣探測(cè)器，其 特征在于激光器發(fā)出的激光光束經(jīng)擴(kuò)束鏡和第一反射鏡后平行入射到半反半透鏡，透射 光束經(jīng)聚第一焦透鏡聚焦在二維測(cè)量光柵并發(fā)生衍射，衍射光束經(jīng)半反半透鏡和第二反射 鏡后平行入射到第二聚焦透鏡上，最終在二維面陣探測(cè)器上成像，圖像顯示系統(tǒng)對(duì)二維面 陣探測(cè)器上的成像進(jìn)行顯示。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用二維參考微光學(xué)陣列元件和二維測(cè)量微光學(xué)陣列 元件進(jìn)行二維測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中只需要移動(dòng)二維測(cè)量微光學(xué)陣列元件，通過(guò)二維面陣探測(cè) 器接收?qǐng)D像并根據(jù)后期信號(hào)處理即可精確完成位移測(cè)量，本發(fā)明所述的裝置在測(cè)量過(guò)程中 測(cè)量準(zhǔn)確方便，并減少了裝置的體積。


圖1 二維測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖2 二維測(cè)量光柵元件結(jié)構(gòu)示意圖3衍射級(jí)次環(huán)示意圖4聚焦光束掃描振幅型光柵對(duì)應(yīng)的輻照度。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一、如圖1所示，二維位移測(cè)量的裝置，包括激光器1、擴(kuò)束鏡2、反 射鏡3、半反半透鏡4、聚焦透鏡5、二維測(cè)量光柵6、二維位移平臺(tái)7、反射鏡8、聚焦透鏡9、 二維面陣探測(cè)器10和圖像顯示系統(tǒng)11。激光器I發(fā)出的激光通過(guò)擴(kuò)束鏡2和反射鏡3以 后平行的入射到半反半透鏡4上，透射光經(jīng)過(guò)聚焦透鏡5聚焦在二維測(cè)量光柵6上，光束在 二維測(cè)量光柵6上發(fā)生衍射，衍射光通過(guò)半反半透鏡4和反射鏡8以后平行入射到聚焦透鏡9上，最終在二維面陣探測(cè)器10上成像，通過(guò)圖像顯示系統(tǒng)11觀察結(jié)果。
如圖2所示，光柵是由大量等寬、等間隔的狹縫構(gòu)成。二位測(cè)量光柵的尺寸為 IOOmmX 100mm, χ方向光柵周期為50 μ m, y方向光柵周期為50 μ m。即x方向上微結(jié)構(gòu)單體數(shù)量為NX=D/Ax=2000，y方向上微結(jié)構(gòu)單體數(shù)量為Ny=D/Ay=2000。
圖3所示，為二維測(cè)量時(shí)，衍射級(jí)次環(huán)示意圖。在出瞳處為+1級(jí)光與零級(jí)光及-1 級(jí)光與零級(jí)光干涉場(chǎng)條紋的變化相同，所以在測(cè)量過(guò)程中，只需觀察+1級(jí)光與零級(jí)光干涉場(chǎng)條紋的變化即可。激光器輸出激光波長(zhǎng)為O. 5 μ m，聚焦透鏡焦距為10mm。("+I)
權(quán)利要求
1.二維位移測(cè)量的裝置，該裝置包括激光器(I)、擴(kuò)束鏡(2)、第一反射鏡(3)、半反半透鏡(4)、第一聚焦透鏡(5)、二維測(cè)量光柵(6)、二維位移平臺(tái)(7)、第二反射鏡(8)、第二聚焦透鏡(9)和二維面陣探測(cè)器(10)，其特征在于激光器(I)發(fā)出的激光光束經(jīng)擴(kuò)束鏡(2)和第一反射鏡(3)后平行入射到半反半透鏡(4)，透射光束經(jīng)聚第一焦透鏡(5)聚焦在二維測(cè)量光柵(6)并發(fā)生衍射，衍射光束經(jīng)半反半透鏡(4)和第二反射鏡(8)后平行入射到第二聚焦透鏡(9)上，最終在二維面陣探測(cè)器(10)上成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維位移測(cè)量的裝置，其特征在于，還包括圖像顯示系統(tǒng)(11)，所述圖像顯示系統(tǒng)(11)對(duì)二維面陣探測(cè)器(10)上的成像進(jìn)行顯示。
全文摘要
二維位移測(cè)量裝置，涉及一種基于微光學(xué)元件的二維位移測(cè)量裝置，解決現(xiàn)有二維位移測(cè)量中，需要兩套獨(dú)立測(cè)量系統(tǒng)，導(dǎo)致體積較大的問(wèn)題，包括激光器，擴(kuò)束鏡，反射鏡，半反半透鏡，二維測(cè)量光柵，二維位移平臺(tái)，聚焦透鏡和二維面陣探測(cè)器。激光器發(fā)出的激光通過(guò)擴(kuò)束鏡和反射鏡以后平行的入射到半反半透鏡上。透射光經(jīng)過(guò)聚焦透鏡聚焦在二維測(cè)量光柵上。光束在二維測(cè)量光柵上發(fā)生衍射，衍射光通過(guò)半反半透鏡和反射鏡以后平行入射到聚焦透鏡上，最終在二維面陣探測(cè)器上成像。本發(fā)明所述的裝置在測(cè)量過(guò)程中測(cè)量準(zhǔn)確方便，并減少了裝置的體積。
文檔編號(hào)G01B11/02GK103033141SQ20121058393
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者盧振武, 劉華, 黨博石, 孫強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所