激光干涉測量技術(shù)具有靈敏度高,、量程大及可適應(yīng)惡劣環(huán)境等優(yōu)點,，光波可以直接對米進行定義且容易溯源,。中圖儀器自研的PLR3000系列光纖激光尺基于激光干涉測量原理,，是一種高精密度,、高靈敏度,、高效快速的先進位置檢測設(shè)備,，在非接觸高精度測量領(lǐng)域具有優(yōu)勢,，相比傳統(tǒng)鋼帶尺或玻璃光柵,，具有更加精確的柵距和更高的分辨率，同時其熱源隔離設(shè)計,，保證了更高的穩(wěn)定性,，同時具有安裝快捷，易于準(zhǔn)直等特點,，在微電子,、微機械、微光學(xué)等現(xiàn)代超精密加工制造,、光刻技術(shù)以及航空航天等高科技領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,。

光纖激光尺組成

光纖激光尺由激光發(fā)射裝置、干涉測量探頭,、反射鏡等部分組成,。

1.激光發(fā)射裝置

激光發(fā)射裝置內(nèi)置高穩(wěn)定度氦氖激光光源,，穩(wěn)頻精度0.05ppm（可選0.02ppm）。通過鎧裝光纖將激光傳導(dǎo)至干涉測量探頭,，實現(xiàn)熱源與測量探頭隔離,。激光發(fā)射裝置內(nèi)置高精度信號處理系統(tǒng)，可直接輸出用戶可配置分辨率的實時RS422數(shù)字正交信號和正交模擬信號,，還可通過USB-SDK進行二次開發(fā),。

2.干涉測量探頭

2.1.差分干涉（DI）探頭

差分干涉探頭輸出兩束激光（參考光和測量光），分別經(jīng)過固定平面反射鏡和移動平面反射鏡反射,，實現(xiàn)光學(xué)四倍頻,，具有更高的系統(tǒng)分辨率和更小的非線性誤差。尤其適用于測量Z軸立柱與運動平臺之間的相對運動,，消除因內(nèi)壁熱漂移和立柱振動/移動而產(chǎn)生的誤差,，是納米級精度方案的選擇。

2.2.平面鏡干涉（PI）探頭

平面鏡干涉探頭采用雙光程干涉系統(tǒng),，配合平面反射鏡,，實現(xiàn)光學(xué)四倍頻，具有更高的系統(tǒng)分辨率,，使用雙軸系統(tǒng),，搭配長條平面反射鏡，特別適合XY平臺運動控制及測量應(yīng)用,。提供0°,、90°兩種出光配置。

2.3.角錐棱鏡干涉（RI）探頭

角錐棱鏡干涉探頭,，安裝方便,，精度高，適用于單軸線性測量或位置反饋,，測量距離達10米,，可定制40米，在運動定位和設(shè)備校準(zhǔn)上應(yīng)用廣泛,。提供0°,、90°兩種出光配置。

光纖激光尺技術(shù)特色

1.高精度測量：線性測量精度可達0.5ppm,；

2.高激光穩(wěn)頻精度：激光頻率穩(wěn)定度達0.05ppm（可選配0.02ppm）

3.高分辨率：固有分辨率最高達10nm,，可配置不同分辨率，可進一步拓展細(xì)分,，實現(xiàn)更高分辨率,。

4.高速測量：最大測量速度可達2000mm/s以上；

5.量程長：測量量程可以達到4m以上,，可定制40米,；

6.安裝簡便,，易于準(zhǔn)直：體積小巧，安裝靈活,，可大幅降低阿貝誤差,；干涉探頭配置有角度調(diào)節(jié)裝置，輕松實現(xiàn)光束準(zhǔn)直,；

7.測量光路熱源隔離：激光發(fā)射裝置與測量探頭分離,，探頭無熱源，可避免主機散熱對測量通路的影響,；

8.多通道輸出：最多可同時連接三路探頭,，輕松實現(xiàn)多軸同時測量及多自由度測量；

9.輸出接口多樣：主機輸出接口包含USB接口和位置輸出接口,，位置輸出接口有差分TTL(RS-422/EIA-422),、正余弦信號(SinCos1Vpp) 、USB-SDK,。

光纖激光尺應(yīng)用驗證

PLR3000 系列光纖激光尺已在多個客戶端進行精度驗證：用差分干涉（DI）探頭對高精度納米位移臺進行閉環(huán)控制,，在10mm行程內(nèi)任意位置實現(xiàn)納米級位置控制精度。