一種新型多光源多波長激光干涉絕對測距儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及一種精密測試技術(shù)及儀器領(lǐng)域，特別涉及一種新型多光源多波長激光干涉絕對測距儀。
【背景技術(shù)】
[0002]激光器的出現(xiàn)，使古老的干涉技術(shù)得到迅速發(fā)展，激光具有亮度高、方向性好、單色性及相干性好等特點(diǎn)，激光干涉測量技術(shù)已經(jīng)比較成熟。激光干涉測量系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛:精密長度、角度的測量如線紋尺、光柵、量塊、精密絲杠的檢測；精密儀器中的定位檢測系統(tǒng)如精密機(jī)械的控制、校正；大規(guī)模集成電路專用設(shè)備和檢測儀器中的定位檢測系統(tǒng)；微小尺寸的測量等。在大多數(shù)激光干涉測長系統(tǒng)中，都采用了邁克爾遜干涉儀或類似的光路結(jié)構(gòu)。
[0003]激光干涉測距存在的主要問題是測量光路在測量過程中必須處于干涉狀態(tài)，測量原理屬于增量式相對距離測量。在干涉光路斷光的情況下無法繼續(xù)測量。為改變激光干涉儀這一弊端，開發(fā)出來激光絕對測距儀，該類儀器通常采用多波長激光束進(jìn)行干涉測量，利用小數(shù)重合理論實(shí)現(xiàn)絕對測距。多波長絕對測距與傳統(tǒng)雙頻激光干涉儀之間最大的不同之處在于，被測距離的相位改變是由多個波長同時決定，因此產(chǎn)生了一個由它們的合成波長絕對的相位差，整個測量過程就是等效于由這個更大的測量波長完成。
[0004]而當(dāng)前激光干涉絕對測距儀主要研究方向是如何選擇合適光源組成合成波長鏈、高精度的相位測量，這對于解決激光干涉測距儀實(shí)際應(yīng)用沒有實(shí)質(zhì)性的幫助。其原因在于:為保證多波長測量過程中一束激光同時包含兩個甚至多個波長的激光，需要對激光源采用復(fù)雜設(shè)計以實(shí)現(xiàn)多譜線激光源，如此使得目前的激光干涉絕對測距儀，由于激光源設(shè)計難度大，而導(dǎo)致其存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和使用維護(hù)成本高等問題，不便于推廣和運(yùn)用。
[0005]所以，目前亟需一種結(jié)構(gòu)簡單，制造和使用維護(hù)成本低的激光干涉絕對測距儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對目前激光干涉絕對測距儀存在的激光源設(shè)計難度大，而導(dǎo)致其存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和使用維護(hù)成本高等問題，不便于推廣和運(yùn)用的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，制造和使用維護(hù)成本低的激光干涉絕對測距儀。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
一種新型多光源多波長激光干涉絕對測距儀，包括激光源、固定平面反射鏡、分光鏡、干涉測量光電探測器、移動反射鏡，所述激光源包括至少兩個激光源單元，每個所述激光源單元各自射出一束激光束，各個所述激光源單元射出激光束的波長各不相等。
[0008]本申請的多光源多波長激光干涉絕對測距儀，就單獨(dú)其中一個激光源單元而言，其射出的激光束首先射向分光鏡，在分光鏡處分為兩束激光束，其中一束激光束射向固定平面反射鏡，經(jīng)固定平面反射鏡反射后再射向分光鏡，另一束激光束經(jīng)分光鏡透射后射向移動反射鏡，經(jīng)移動反射鏡反射后再次射向分光鏡，并在分光鏡處與另一束激光束發(fā)生干涉形成干涉激光束后射向干涉測量光電探測器，如此，在干涉測量光電探測器處探測到每個激光源單元對應(yīng)光路的干涉狀態(tài)，即干涉相位，同時采用其他光路對移動反射鏡的初始距離進(jìn)行測量，通過干涉測量光電探測器檢測到的干涉相位以及移動反射鏡的初始距離進(jìn)行計算得到移動反射鏡絕對距離。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，即采用多個獨(dú)立的激光源單元組成激光源，使得激光源的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計難度低，降低了其制造和使用維護(hù)成本。
[0009]作為本申請的優(yōu)選方案，所述新型多光源多波長激光干涉絕對測距儀還包括有用于測量所述移動反射鏡初始位置的PSD組(位置敏感探測器，后續(xù)簡稱PSD組)，所述激光源還包括有與所述PSD組相對應(yīng)的初始位置測量激光源單元，所述移動反射鏡上還包括有與所述PSD組和初始位置測量激光源單元相對應(yīng)的初始位置反射面。在本申請的絕對位置測距儀結(jié)構(gòu)中，通過設(shè)置PSD組、初始位置測量激光源單元和初始位置反射面，測量過程中，初始位置測量激光源單元發(fā)出激光束射向初始位置反射面，經(jīng)初始位置反射面反射后射向PSD組，以此直接測量出移動反射鏡的初始距離，而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的絕對距離檢測儀，需要通過其它儀器實(shí)現(xiàn)距離初值的測量，測量效率較低，所以進(jìn)一步的提高了測量效率。
[0010]作為本申請的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述PSD組為至少兩組，所述初始位置測量激光源單元和初始位置反射面的數(shù)量與所述PSD組的數(shù)量相同。初始位置測量激光源單元、初始位置反射面的數(shù)量、所述PSD組之間一一對應(yīng)，即通過多組PSD組、初始位置測量激光源單元、初始位置反射面對初始位置進(jìn)行測量，提高測量的精度。
[0011]作為本申請的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述移動反射鏡呈棱臺狀。將移動反射鏡設(shè)置為棱臺狀，棱臺的其中一底面作為與分光鏡相配合的反射面，其中一個或者幾個側(cè)面作為初始位置反射面，使得與分光鏡相配合的反射面和初始位置反射面之間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定統(tǒng)一，方便本申請測距儀的調(diào)整和使用。
[0012]作為本申請的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述PSD組為一維PSD組。
[0013]作為本申請的另一優(yōu)選方案，所述PSD組為二維PSD組。采用二維PSD組不僅可以實(shí)現(xiàn)一位PSD組的測量功能，還可以檢測移動反射鏡繞入射激光束的旋轉(zhuǎn)角。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
采用多個獨(dú)立的激光源單元組成激光源，使得激光源的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計難度低，降低了其制造和使用維護(hù)成本。
[0015]本申請其他優(yōu)選方式的有益效果:
本申請的新型多光源多波長激光干涉絕對測距儀，可以直接測量出移動反射鏡的初始距離，進(jìn)一步的提高了測量效率。
[0016]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明測距儀結(jié)構(gòu)的光路示意圖；
圖2為圖1中移動反射鏡移動一定位移后的光路不意圖；
圖3為移動反射鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖中標(biāo)記:
1-激光源，2-固定平面反射鏡，3-分光鏡，4-干涉測量光電探測器，5-移動反射鏡，6-激