我国高精度纳米分辨率线位移测量技术获新突破
近日从吉林省科技厅了解到，由长春光机所承担的应用基础研究项目——“高精度纳米分辨率线位移测量技术研究”，日前在长春通过专家鉴定。鉴定委员会专家一致认为，该项研究所制成的高精度纳米测量传感器样机达到四倍光学倍频，技术指标达到国际先进水平。
据介绍，线位移尺寸测量是精密加工制造业的基础之一。随着被加工对象加工精度的提高，位移测量仪器必须具有高精度、高分辨率、大量程、体积小、重量轻等特点。市场上的光栅尺、感应同步器、磁栅等传感器生产厂家众多，这些厂家生产的传感器结构简单、价格低，但分辨率仅在1mm~0.5mm，远不能满足要求。此外，少数加工中心使用的双频激光干涉仪多是进口或仅有少数国内科研单位单件研制，虽然其精度高，分辨率可达0.01mm，但也有结构复杂、体积庞大、价格高、对环境要求苛刻、稳定性较差等缺点。
据悉，本项目研究了应用衍射光干涉原理进行线位移测量的理论计算及光路设计等各种技术问题，采用衍射光干涉原理实现了高密度光栅的位移信号提取；实现了光学四细分，使光栅原始信号分辨率达到0.6μm；采用光学偏振器件对光干涉条纹进行空间移相，得到具有稳定位相差的四路光电信号，差分处理抑制光电信号的直流电平漂移，增大了信号幅值，提高了测量稳定性。
据介绍，线位移尺寸测量是精密加工制造业的基础之一。随着被加工对象加工精度的提高，位移测量仪器必须具有高精度、高分辨率、大量程、体积小、重量轻等特点。市场上的光栅尺、感应同步器、磁栅等传感器生产厂家众多，这些厂家生产的传感器结构简单、价格低，但分辨率仅在1mm~0.5mm，远不能满足要求。此外，少数加工中心使用的双频激光干涉仪多是进口或仅有少数国内科研单位单件研制，虽然其精度高，分辨率可达0.01mm，但也有结构复杂、体积庞大、价格高、对环境要求苛刻、稳定性较差等缺点。
据悉，本项目研究了应用衍射光干涉原理进行线位移测量的理论计算及光路设计等各种技术问题，采用衍射光干涉原理实现了高密度光栅的位移信号提取；实现了光学四细分，使光栅原始信号分辨率达到0.6μm；采用光学偏振器件对光干涉条纹进行空间移相，得到具有稳定位相差的四路光电信号，差分处理抑制光电信号的直流电平漂移，增大了信号幅值，提高了测量稳定性。
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