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一维线纹激光比长测量装置及其关键技术

王理 杨璐 李文慧 肖克 孙双花

王理,杨璐,李文慧,等. 一维线纹激光比长测量装置及其关键技术[J]. 计量科学与技术,2022, 66(9): 3-11 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0500
引用本文: 王理,杨璐,李文慧,等. 一维线纹激光比长测量装置及其关键技术[J]. 计量科学与技术,2022, 66(9): 3-11 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0500
WANG Li, YANG Lu, LI Wenhui, XIAO Ke, SUN Shuanghua. Measuring Device of One-Dimensional Linear Laser Length Measurement Device and its Key Technology[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(9): 3-11. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0500
Citation: WANG Li, YANG Lu, LI Wenhui, XIAO Ke, SUN Shuanghua. Measuring Device of One-Dimensional Linear Laser Length Measurement Device and its Key Technology[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(9): 3-11. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0500

一维线纹激光比长测量装置及其关键技术

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0500
基金项目: 国家重点研发计划项目(2019YFF0216804)。
详细信息
    作者简介:

    王理(1988-),湖南省计量检测研究院工程师,研究方向:几何量计量、精密测量,邮箱:573040914@qq.com

    通讯作者:

    孙双花(1980-),中国计量科学研究院研究员,研究方向:几何量计量,邮箱:sunshh@nim.ac.cn

Measuring Device of One-Dimensional Linear Laser Length Measurement Device and its Key Technology

  • 摘要: 介绍了几何量测量领域中一维线纹激光比长测量关键技术和装置的研究成果,涉及了国内外相关计量技术机构在一维线纹方面的测量能力和范围、装置的基本组成及其工作原理,以及激光干涉法测长和光电显微镜法自动对焦实现线纹刻线快速瞄准等方面的内容。详细阐述了我国一维线纹激光比长测量装置的研究现状,重点分析该装置所应用的关键技术的特点,以及目前的测量水平和能力。根据目前我国一维线纹测量的技术发展状况,从线纹量值溯源和装备制造产业发展两个角度讨论了一维线纹激光比长测量装置的应用前景。
  • 图  1  纳米比较仪

    Figure  1.  Nanometer comparator

    图  2  激光干涉仪的集成

    Figure  2.  Integration of laser interferometers

    图  3  外差干涉仪的设计

    Figure  3.  Design of heterodyne interferometer

    图  4  定位单元的结构

    Figure  4.  Structure localisation unit

    图  5  在真空波纹管中集成测量系统

    Figure  5.  Integration of measurement systems in the vacuum bellow

    图  6  线纹比长干涉仪

    Figure  6.  Linear length interferometer

    图  7  HP激光干涉仪原理

    Figure  7.  Principle of HP laser interferometer

    图  8  光电显微镜静态瞄准技术的原理

    Figure  8.  Principle of static aiming technology of photoelectric microscope

    图  9  显微镜线信号模型

    Figure  9.  Microscope line signal pattern

    图  10  高精度线纹刻度标定系统

    Figure  10.  High precision line calibration system

    图  11  线性测量系统

    Figure  11.  Linear measurement system

    图  12  三轴干涉仪和探测点

    Figure  12.  Triaxial interferometers and probe points

    图  13  新型多功能1米激光比长仪

    Figure  13.  A new type of multifunctional 1 m linear laser instrument

    图  14  迈克尔逊激光干涉仪测量原理

    Figure  14.  Measuring principle of Michelson laser interferometer

    图  15  光电显微镜瞄准系统

    Figure  15.  Photoelectric microscope aiming system

    表  1  线纹刻线测量能力和范围

    Table  1.   Line measurement capability and range

    机构名称测量能力
    /nm
    测量范围
    /mm
    德国联邦物理技术研究院(PTB)34610
    美国国家标准与技术研究院(NIST)1031000
    日本国家计量研究院(NMIJ)1002000
    韩国标准与科学研究院(KRISS)2302000
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-22
  • 录用日期:  2021-08-02
  • 网络出版日期:  2022-09-07
  • 刊出日期:  2022-09-30

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