專利名稱：一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高精密位移測量領(lǐng)域，且特別涉及一種低非線性誤差與低溫凜 雙頻激光干涉裝置及方法。
背景技術(shù)：
當相干光經(jīng)過空間不同路徑相遇后就會產(chǎn)生干涉條紋，通過對干涉條紋解 調(diào)，就可以測量出一路光相對另一路光的光程差變化，從而測出物體微小的位 移。雙頻激光干涉儀以激光波長作為測量尺度，通過光學(xué)細分，電子細分可以
使測量達到很高的精度。并且具備大量程，高速度等優(yōu)勢。因而廣泛應(yīng)用于凝: 電子制造，精密機床，汽車工業(yè)，航空航天等領(lǐng)域。
但是隨著對干涉儀測量精度要求的不斷提高，各式各樣的誤差開始上升為制 約干涉裝置精度提高的主要因素，其中就有非線性誤差和溫度漂移誤差，而且 這兩個誤差很難通過技術(shù)手段進行補償，因而內(nèi)在的決定了整個干涉裝置測量 系統(tǒng)的測量精度極限。
減小溫度漂移的辦法之一就是使參考光路和測量光路對稱，用于補償溫度變 化帶來的測量誤差?，F(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。減少非線性誤差的另 一個方法就是用電子技術(shù)進行補償。比如專利(專利號200610057744. 2A)中用 于干涉裝置非線性誤差補償?shù)南到y(tǒng)和方法，但是這會極大的增加電子系統(tǒng)的復(fù) 雜度。另外也有專利提出解決非線性誤差問題的方法，比如專利(專利號 200610090202. 5A)單塊式位移測量用干涉裝置，^旦是它只適合雙光束輸入，非 線性誤差的產(chǎn)生根源在于參考光和測量光的不完全分離導(dǎo)致的光學(xué)混頻，減少 光學(xué)非線性誤差最直接的辦法就是使參考光和測量光盡可能的完全分離，通過 減少光學(xué)混頻減小非線性誤差。如圖1結(jié)構(gòu)，有一個缺點，那就是要想同時獲 得低溫度漂移，和低非線性誤差。那么對偏振分光棱鏡PBS，四分之一波片，角 錐棱鏡的性能指標和裝調(diào)精度提出了很高的要求。而溫度漂移和非線性誤差指 標對于亞納米級測量精度雙頻激光干涉測量系統(tǒng)至關(guān)重要。 '圖2為現(xiàn)有的低溫漂與低非線性誤差雙頻激光干涉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。激 光器為穩(wěn)頻雙頻激光器，當在He-Ne Jli光器諧振腔加上縱向或者橫向磁場后， 由于塞曼效應(yīng)，出射光將分裂為兩個不同頻率左旋圓偏振光和右舉圓偏振光， 頻率分別為fl和f2， fl和f2經(jīng)過激光器內(nèi)部四分之一波片變?yōu)槠穹较蛳嗷?垂直的線偏振光fl和f2, fl和f2經(jīng)過激光器內(nèi)部分光鏡分出一部分詢于提供 基準頻差信號，和提供激光器自身穩(wěn)頻的反饋信號。其余的大部分由激光器輸 出。
偏振態(tài)相互垂直，頻率略為差異的激光束fl和f2入射到偏振分光棱鏡1, 由偏振分光棱鏡1將其分為兩束，fl透射過偏振分光棱鏡1形成測量光(由實 線表示)，然后經(jīng)過第一四分之一波片4，第一四分之一波片4光軸方向與水平 面成45度，因此fl變?yōu)閳A偏振光。然^ fl遇到測量反射鏡5，被原路返回， 當fl再次經(jīng)過第一四分之一波片4后，重新變?yōu)榫€偏振光，此時fl的偏振方 向已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 90° 。當fl再次遇到偏振分光棱鏡l時，發(fā)生反射。然后fl經(jīng) 過角錐棱鏡2，經(jīng)角錐棱鏡2折射后返回，和入射角錐棱鏡2時的光線乏間分開 了一段距離。然后f 1經(jīng)過偏振分光棱鏡1再次被反射，f 1經(jīng)過第一四分之一 波片4變?yōu)閳A偏振光，然后fl再次被測量反射鏡5原路返回，當fl再次第一 四分之一波片4后，重新變?yōu)榫€偏振光，并且偏振方向再次旋轉(zhuǎn)90° ，再次經(jīng) 過偏振分光棱鏡l發(fā)生透射，被反光鏡反射到檢偏器上，此時測量光fl完成光 路傳輸。
當激光器輸出的光經(jīng)過偏振分光棱鏡1時，f2發(fā)生反射形成參考光路(由虛 線表示，為了描述清楚，故意讓參考光和測量光分開一段距離)。f2經(jīng)過背部 鍍高反膜的第二四分之一波片3，同樣第二四分之一波片3的光軸與水平成 45度，當f2再次被第二四分之一波片3原路反射出的時候，由于兩次經(jīng)過四分 之一波片，偏振方向旋轉(zhuǎn)90。，當f2再次經(jīng)過偏振分光棱鏡l后發(fā)生透射，然 后f2經(jīng)過角錐棱鏡2，經(jīng)角錐棱鏡2折射后返回，和入射角錐棱鏡2時的光線 之間分開了一段距離。然后f2透過偏振分光棱鏡l，然后f2經(jīng)過第二四分之一 波片3，被原路返回，偏振方向再次旋轉(zhuǎn)90。，然后f2經(jīng)過偏振分光棱鏡1被 反射，然后f2經(jīng)過反光鏡反射到檢偏器，此時測量光f 2完成光路傳輸
當f 1和f2經(jīng)過檢偏器后匯聚在一起發(fā)生干涉，干涉信號光電接收器轉(zhuǎn)換為電信號輸入激光技術(shù)卡，激光技術(shù)卡通過和激光器提供的基準干涉信號比對， 從中提取出測量反射鏡的位移信號。該位移信號經(jīng)過誤差補償和單位換算，經(jīng) 顯示設(shè)備顯示出位移。
以上是現(xiàn)有技術(shù)中的光路的介紹，目前通用的偏振分光棱鏡，其分光性能 相對比較低。由其構(gòu)成的低溫漂雙頻激光千涉裝置，雖然溫度漂移比較低，但 是非線性誤差仍然比較大，不能滿足超精密亞納米級位移測量需求。如果提高 偏振分光棱鏡的消光比，則需要更高性能的鍍膜設(shè)備和檢測設(shè)備，成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明提供一種雙頻激光干涉裝置和方 法，可以同時實現(xiàn)低非線性誤差和低溫漂。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉
裝置，包括第一偏振分光棱鏡；第二偏振分光棱鏡，位于所述第一偏振分光棱 鏡的透射光的光路上；第三偏振分光棱鏡，位于所述第一偏振分光棱鏡的反射 光的光路上；第一四分之一波片，所述第二偏振分光棱鏡位于所述第一四分之 一波片和所述第一偏振分光棱鏡之間；至少一個第一角錐棱鏡，并排放置于所 述第二偏振分光棱鏡的一側(cè)；第二四分之一波片，位于所述第三偏振分光棱鏡 的一側(cè)。
可選的，所述第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡和第三偏振分光棱鏡 的入射面相互平行。
可選的，所述第三偏振分光棱鏡的T"側(cè)并排放置有至少一個第二角錐棱鏡，
所述第三偏振分光棱鏡位于所述第二四分之一波片和所述第二角錐棱鏡之間。 可選的，所述第一角錐棱鏡和所述第二角錐棱鏡的數(shù)量相同。
可選的，所述第一偏振分光棱鏡和所述第二偏振分光棱鏡的入射面相互平
行，所述第三偏振分光棱鏡的入射面和所述第二四分之一波片平行。
可選的，所述第三偏振分光棱鏡位于所述第二四分之一波片和所述第二偏
振分光棱鏡之間。
可選的，所述第一偏振分光棱鏡，第二偏振分光棱鏡，第三偏振分光棱鏡， 第一四分之一波片，第二四分之一波片，第一角錐棱鏡和第二角錐棱鏡其中的 全部或者部分，由光學(xué)膠或者其他等步t手段膠合成為一體，構(gòu)成一個整體的光學(xué)組件。
可選的，所述第二四分之一波片是由第一四分之一波片和鍍在其背后高反 膜組成。
可選的，所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片位置可以互換。
可選的，所述第一四分之一波片光軸與參考水平面成45度。
可選的，所述第二四分之一波片光軸與參考水平面成45度。-
可選的，所述第二四分之一波片可以由第一四分之一波片和高反鏡等效替代。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干 涉方法，包括第一入射光經(jīng)千涉裝置中的第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光 棱鏡和至少一 個第一角錐棱鏡以及一測量反射鏡的多次透射和反射，最終經(jīng)所 述第 一偏振分光棱4竟出射；第二入射光至少經(jīng)干涉裝置中的第一偏振分光棱鏡、 第三偏振分光棱鏡和至少一個第二四分之一波片的多次透射和反射，最終經(jīng)所 述第 一偏振分光棱鏡出射。
可選的，所述第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡和第三偏振分光棱鏡 的入射面相互平行。
可選的，所述第三偏振分光棱鏡的一側(cè)并排放置有至少一個第二角錐棱鏡， 所述第三偏振分光棱鏡位于所述第二四分之一波片和所述第二角錐棱鏡之間。.
可選的，所述第一角錐棱鏡和所述第二角錐棱鏡的數(shù)量相同。
可選的，所述第一偏振分光棱鏡和所述第二偏振分光棱鏡的入射面相互平 行，所述第三偏振分光棱鏡的入射面和所述第二四分之一波片平行。
可選的，所述第三偏振分光棱鏡l主于所述第二四分之一波片和所述第二偏 振分光棱鏡之間。
可選的，所述第一偏振分光棱鏡，第二偏振分光棱鏡，第三偏振分光棱鏡， 第一四分之一波片，第二四分之一波片，第一角錐棱鏡和第二角錐棱鏡其中的 全部或者部分，由光學(xué)膠或者其他等效手段膠合成為一體，構(gòu)成一個整體的光 學(xué)組件。
可選的，所述第二四分之一波片是由第 一四分之一波片和鍍在其背后高反 膜組成?？蛇x的，所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片位置可以互換。
可選的，所述第一四分之一波片光軸與參考水平面成45度。 可選的，所述第二四分之一波片光軸與參考水平面成45度。 可選的，所述第二四分之一波片可以由第一四分之一波片和高反鏡等效替
代。 .
本發(fā)明所述的一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置和方法的有益
效果主要表現(xiàn)在本發(fā)明利用三個普通消光比偏振分光棱鏡構(gòu)建出了具備極高
消光比的偏振分光系統(tǒng)，使參考光和測量光最大限度的分離，因而具備極低的
非線性誤差，同時對單個偏振分光棱鏡的消光比性能要求并不高，極大的降低
了高性能干涉儀的制造難度和成本；第二，由于參考光路和測量光路完全對稱，
使得參考光路和測量光路隨溫度變化基本相同，從而具備很低的溫度漂移；第
三，由于在參考光路和測量光路中加入了四分之一波片和角錐棱鏡，因而構(gòu)成
了四倍光學(xué)細分雙頻激光干涉儀。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的激光干涉裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的激光千涉裝置應(yīng)用示意圖； 圖3是本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
首先，請參考圖3，圖3是本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖上可以看 到，本發(fā)明包括第一偏振分光棱鏡7;第二偏振分光棱鏡8，位于所述第一偏振 分光棱鏡7的透射光的光路上；第三偏振分光棱4竟9，位于所述第一偏振分光棱 鏡7的反射光的光路上；第一四分之一波片10,所述第二偏振分光棱鏡8位于 所述第一四分之一波片10和所述第一偏振分光棱鏡7之間； 一個第一角錐棱鏡 12,放置于所述第二偏振分光棱鏡8的一側(cè)；第二四分之一波片14，位于所述 第三偏振分光棱鏡9的一側(cè)。所述第一偏振分光棱鏡7、第二偏振分光棱鏡8和第三偏振分光棱鏡9的分光面相互平行。所述第三偏振分光棱鏡9的一側(cè)放置 有一個第二角錐棱鏡13，所述第三偏振分光棱鏡9位于所述第二四分之一波片 14和所述第二角錐棱鏡13之間。所述第一角錐棱鏡12和所述第二角錐棱鏡13 的數(shù)量相同，不一定是一個，也可以是多個，比如兩個、三個，這在第三實施 例中會繼續(xù)說明。圖3中除測量反射鏡11。其余的部分取代圖2中虛線圈住的 部分。激光器輸出激光入射到第一偏振分光棱鏡(PBS) 7,被分為兩束，比如 設(shè)為fl和f2， fl透射形成測量光路(由實線表示)，f2被反射形成參考光路(由 虛線表示，同樣為了描述清楚，故意將測量光fl和參考光f2分開一小段距離， 實際上他們二者是重合的)。fl透過第一偏振分光棱鏡7后，經(jīng)過第二偏振分光 棱鏡8,由于經(jīng)過兩次分光，此時fl將具備很高的消光比。然后經(jīng)過第一四分 之一波片10,第一四分之一波片10光軸方向與水平面成45度，因此fl變?yōu)閳A 偏振光。然后fl遇到測量反射鏡11,被原路返回，當fl再次經(jīng)過第一四分之 一波片10后，重新變?yōu)榫€偏振光，此時fl的偏振方向已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 90° 。當f 1 再次遇到第二偏振分光棱鏡8時，發(fā)生反射。然后fl經(jīng)過第一角錐棱鏡12,被 第一角錐棱鏡12原路返回，但是分開了一段距離。然后fl經(jīng)過第二偏振分光 棱鏡8再次被反射，然后fl經(jīng)過第一四分之一波片10變?yōu)閳A偏振光，然后fl 再次被測量反射鏡ll原路返回，當fl再次第一四分之一波片IO后，重新變?yōu)?線偏振光，并且偏振方向再次旋轉(zhuǎn)90° ,然后再次經(jīng)過第二偏振分光棱鏡8發(fā) 生透射，然后經(jīng)過第一偏振分光棱鏡7再次透射，然后被反光鏡(此處參考圖2， 圖3中未示)反射到檢偏器(圖中未示)上，此時測量光f 1完成光路傳輸。
同樣，當激光器輸出的光入射到第一偏振分光棱鏡7后，其中的f2發(fā)生反 射形成參考光路。f2經(jīng)過第三偏振分光棱鏡9，再次祐反射，然后f2經(jīng)過背部 鍍高反膜的第二四分之一波片14，同樣第二四分之一波片14的光軸與水平成 45度，當f2再次被第二四分之一波片14原路反射出的時候，由于兩次經(jīng)過第 二四分之一波片，偏振方向旋轉(zhuǎn)90。，然后f2經(jīng)過第三偏振分光棱鏡9，這時 發(fā)生透射，然后f2經(jīng)過第二角錐棱鏡13,被原路返回，但是分開.了一段距離。 然后f2透過第三偏振分光棱鏡9，然后f2經(jīng)過第二四分之一波片14,被原路 返回，偏振方向再次旋轉(zhuǎn)90。，然后f2經(jīng)過第三偏振分光棱鏡9被反it,然后 f2經(jīng)過第一偏振分光棱鏡7被再次反射，然后f2經(jīng)過反光鏡反射到檢偏器，當fl和f2經(jīng)過檢偏器后匯聚在一起發(fā)生干涉，該干涉信號被后續(xù)系統(tǒng)處理，提取 出位移信息并可視化顯示出來。由于本發(fā)明無論參考光路還是測量光路都相當 于兩個偏振分光棱鏡級聯(lián)，因而其分光性能可以達到4艮高的水平，非線性誤差 極低，同時由于測量光路和參考光路對稱，其溫度漂移也可以非常的低。
接著，請參考圖4，圖4是本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖上可以看 到，圖4是本發(fā)明公開的位于參考臂的偏振分光棱鏡繞光軸旋轉(zhuǎn)90。的低溫漂， 低非線性誤差雙頻激光干涉儀的實施例。由于目前通用的偏振分光棱鏡透射光 消光比普遍高于反射光消光比，因而若'在參考臂采用其透射光的話，整個干涉 儀系統(tǒng)將會達到更低非線性誤差。 .
同樣除測量反射鏡19。其余的部分取代圖2中虛線圈住的部分。激光器輸 出激光入射到第一偏振分光棱鏡15，被分為兩束，依舊設(shè)為fl和f2, >1透射 形成測量光路(由實線表示)，f2 ^^射形成參考光路(由虛線表示，同樣為了 描述清楚，故意將測量光fl和參考光f2分開一小^殳距離，實際上他們二者是 重合的)。fl透過第一偏振分光棱鏡15后，再次經(jīng)過第二偏振分光棱鏡16，由 于經(jīng)過兩次分光，此時f 1將具備很高的消光比。然后經(jīng)過第一四分之一波片18， 第一四分之一波片18光軸方向與水平面成45度，因此fl變?yōu)閳A偏振光。然后 fl遇到測量反射鏡19,被原路返回，當fl再次經(jīng)過第一四分之一波片18后， 重新變?yōu)榫€偏振光，此時fl的偏振方向已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 90° 。當fl吾次遇到第二 偏振分光棱鏡16時，發(fā)生反射。然后fl經(jīng)過第一角錐棱鏡20，被第一角錐棱 鏡20原路返回，但是分開了一段距離。然后fl經(jīng)過第二偏振分光棱鏡'16再次 被反射，然后fl經(jīng)過第一四分之一波片18變?yōu)閳A偏振光，然后fl再次被測量 反射鏡19原路返回，當fl再次第一四分之一波片18后，重新變?yōu)榫€偏振光， 并且偏振方向再次旋轉(zhuǎn)90。，然后再次經(jīng)過偏振分光棱鏡16發(fā)生透射，然后經(jīng) 過第一偏振分光棱鏡15再次透射，然后被反射鏡反射到檢偏器上，此時測量光 f 1完成光路傳輸。
同樣，當激光器輸出的光入射到第一偏振分光棱鏡15后，其中的f2發(fā)生 反射形成參考光路。由于第三偏振分光棱鏡l7相對第一偏振分光棟鏡15繞光 軸旋轉(zhuǎn)了 90° ,因而f2經(jīng)過第三偏振分光棱4竟17，發(fā)生透射，然后f2經(jīng)過背 部鍍高反膜的第二四分之一波片22,同樣第二四分之一波片22的光軸為水平成45度，當f2再次被第二四分之一波片22原路反射出的時候，由于兩次經(jīng)過第 二四分之一波片22，偏振方向旋轉(zhuǎn)90。，然后f2經(jīng)過第三偏振分光棱鏡17， 這時發(fā)生反射，然后f2過背部鍍高反膜的第二四分之一波片22，被原路返回， 偏振方向再次旋轉(zhuǎn)90。，然后f2經(jīng)過偏振分光棱鏡17并且透射，然后f2經(jīng)過 第一偏振分光棱鏡15被再次反射，然后f2經(jīng)過反射鏡反射到檢偏器，當fl和 f2經(jīng)過檢偏器后匯聚在一起發(fā)生干涉，該干涉信號被后續(xù)系統(tǒng)處理，提取出位 移信息并可視化顯示出來。由于本發(fā)明無論參考光路還是測量光路都相當于兩 個偏振分光棱鏡級聯(lián)，因而其分光性能可以達到4艮高的水平，非線性i吳差才及低， 同時由于測量光路和參考光路對稱，其溫度漂移也可以非常的低。
最后，請參考圖5，圖5是本發(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5中，本發(fā) 明公開了應(yīng)用于三軸的低溫漂，低非線性誤差雙頻激光干涉儀的實施例。由于 三軸干涉儀在微電子制造領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用，因此將雙頻激光干涉儀擴展為 兩軸，三軸或者更多的軸，有著重大的現(xiàn)實意義。在該干涉儀系統(tǒng)前面還存在 一個分光系統(tǒng)，將一束光分為三束光，用于測量三個不同的軸。分光系統(tǒng)加上 如圖5所示除去測量反射鏡34其余的部分取代圖2中虛線圏住的部分，第三實 施例中光路圖和第一實施例類似，只是將第一實施例中的fl分為平行的三束光， f2也分為平行的三束光，第一角錐棱鏡和第二角錐棱鏡的數(shù)量為三個且并排放 置，此處不在詳細i兌明。
另外，本發(fā)明還提出的一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法，包 括第一入射光fl經(jīng)干涉裝置中的第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡和至 少一個第一角錐棱鏡以及一測量反射鏡的多次透射和反射，最終經(jīng)所述第一偏 振分光棱鏡出射；第二入射光至少經(jīng)干涉裝置中的第一偏振分光棱鏡、第三偏 振分光棱鏡和至少一個第二四分之一波片的多次透射和反射，最終經(jīng)所述第一 偏振分光棱鏡出射。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各 種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護^圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其特征在于第一偏振分光棱鏡；第二偏振分光棱鏡，位于所述第一偏振分光棱鏡的透射光的光路上；第三偏振分光棱鏡，位于所述第一偏振分光棱鏡的反射光的光路上；第一四分之一波片，所述第二偏振分光棱鏡位于所述第一四分之一波片和所述第一偏振分光棱鏡之間；至少一個第一角錐棱鏡，并排放置于所述第二偏振分光棱鏡的一側(cè)；第二四分之一波片，位于所述第三偏振分光棱鏡的一側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其 特征在于所述第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡和第三偏振分光棱鏡的入 射面相互平4亍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其 特征在于所述第三偏振分光棱鏡的一側(cè)并排放置有至少一個第二角錐棱鏡，所 述第三偏振分光棱鏡位于所述第二四分之一波片和所述第二角錐棱鏡之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其 特征在于所述第 一角錐棱鏡和所述第二角錐棱鏡的數(shù)量相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其 特征在于所述第一偏振分光棱鏡和所述第二偏振分光棱^鏡的入射面相互平行， 所述第三偏振分光棱鏡的入射面和所述第二四分之一波片平行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其 特征在于所述第三偏振分光棱鏡位于所述第二四分之一波片和所述第二偏振分 光棱鏡之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其 特征在于所述第一偏振分光棱鏡，第二偏振分光棱鏡，第三偏振分光棱鏡，第 一四分之一波片，第二四分之一波片，第一角錐棱鏡和第二角錐棱鏡其中的全 部或者部分，由光學(xué)膠或者其他等效手段膠合成為一體，構(gòu)成一個整體的光學(xué) 組件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光千涉裝置，其特征在于所述第二四分之一波片是由第一四分之一波片和鍍在其背后高反膜組 成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，其 特征在于所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片位置可以互換。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置， 其特征在于所述第一四分之一波片光軸與參考水平面成45度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低^線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置， 其特征在于所述第二四分之一波片光軸與參考水平面成45度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置， 其特征在于所述第二四分之一波片可以由第一四分之一波片和高反鏡等效替 代。
13. —種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法，其特征在于包括第一入射光經(jīng)干涉裝置中的第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡和至少 一個第一角錐棱鏡以及一測量反射鏡的多次透射和反射，最終經(jīng)所述第一偏振 分光棱鏡出射；第二入射光至少經(jīng)干涉裝置中的第一偏振分光棱鏡、第三偏振分光棱鏡和 第二四分之一波片的多次透射和反射，最終經(jīng)所述第一偏振分光棱鏡出射。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡和第三偏振分光棱鏡的 入射面相互平行。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第三偏振分光棱鏡的一側(cè)并排放置有至少一個第二角錐棱鏡， 所述第三偏振分光棱鏡位于所述第二四分之一波片和所述第二角錐棱鏡之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第一角錐棱鏡和所述第二角錐棱鏡的數(shù)量相同。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第一偏振分光棱鏡和所述第二偏振分光棱鏡的入射面相互平 行，所述第三偏振分光棱鏡的分光面和所述第二四分之一波片平行。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法，其特征在于所述第三偏振分光棱鏡位于所述第二四分之一波片和所述第二偏振 分光棱鏡之間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第二四分之一波片是由第一四分之一波片和鍍在其背后高反膜 組成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片位置可以互換。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第一四分之一波片光軸與參考水平面成45度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第二四分之一波片光軸與參考水平面成45度。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13所述一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉方法， 其特征在于所述第二四分之一波片可以由第一四分之一波片和高反鏡等效替 代。
全文摘要
本發(fā)明提出一種低非線性誤差與低溫漂雙頻激光干涉裝置，包括第一偏振分光棱鏡；第二偏振分光棱鏡，位于所述第一偏振分光棱鏡的透射光的光路上；第三偏振分光棱鏡，位于所述第一偏振分光棱鏡的反射光的光路上；第一四分之一波片，所述第二偏振分光棱鏡位于所述第一四分之一波片和所述第一偏振分光棱鏡之間；至少一個第一角錐棱鏡，并排放置于所述第二偏振分光棱鏡的一側(cè)；第二四分之一波片，位于所述第三偏振分光棱鏡的一側(cè)，本發(fā)明采用多個偏振分光棱鏡級聯(lián)，并且測量光路和參考光路在干涉裝置內(nèi)部等光程，所以不但具有極低的非線性誤差，而且溫度漂移也比較低。
文檔編號G01B11/02GK101586941SQ200910051049
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者任勝偉, 張志平, 張曉文, 峰 池, 肖鵬飛, 陳勇輝 申請人:上海微電子裝備有限公司