一种减小激光外差干涉非线性误差一次谐波分量的方法

研究目的:基于镀膜实体角锥棱镜反射光偏振特性,研究一种可减小激光外差干涉非线性误差一次谐波分量的方法,有效解决激光外差干涉在纳米精度测量中,其非线性误差对测量精度的制约问题。
基本原理:利用镀膜实体角锥棱镜反射光的偏振特性,即当线偏振光入射到镀膜实体角锥棱镜时,其反射光将变为椭圆偏振光,且其轴向旋转会改变反射光的偏振特性,在激光外差干涉测量系统中,参考棱镜和测量棱镜均使用镀膜实体角锥棱镜,测量角锥棱镜安装在可沿其运动方向AB轴向旋转的旋转台上,旋转台沿AB轴向旋转测量角锥棱镜,当旋转台逆时针或顺时针轴向旋转97°时,可使非线性误差一次谐波分量达到最小,约为原有非线性误差一次谐波分量的0.049倍。当激光器发出的两束偏振光存在9°的非正交误差时,测量角锥棱镜轴向旋转角度从0°增加到97°时,非线性误差从8.00nm减小到0.40nm。               

 

 

科学意义及应用价值:该方法避免了现有的非线性误差补偿方法光路系统和电路系统复杂的缺点,系统实现简单,以极低的成本实现系统精度的大幅度提升。在进行外差干涉测量之前即将测量角锥棱镜沿其运动方向的轴向旋转角度调整好,在测量过程中不存在测量非线性误差补偿延时。该方法为外差干涉非线性误差补偿提供了一种有效的技术途径。
    该技术已申请中国发明专利。