激光干涉測量技術(shù)具有靈敏度高、量程大及可適應惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，光波可以直接對米進(jìn)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(jìn)位置檢測設備，在非接觸高精度測量領(lǐng)域具有優(yōu)勢，相比傳統鋼帶尺或玻璃光柵，具有更加精確的柵距和更高的分辨率，同時(shí)其熱源隔離設計，保證了更高的穩定性，同時(shí)具有安裝快捷，易于準直等特點(diǎn)，在微電子、微機械、微光學(xué)等現代超精密加工制造、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)射裝置內置高穩定度氦氖激光光源，穩頻精度0.05ppm（可選0.02ppm）。通過(guò)鎧裝光纖將激光傳導至干涉測量探頭，實(shí)現熱源與測量探頭隔離。激光發(fā)射裝置內置高精度信號處理系統，可直接輸出用戶(hù)可配置分辨率的實(shí)時(shí)RS422數字正交信號和正交模擬信號，還可通過(guò)USB-SDK進(jìn)行二次開(kāi)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(guò)固定平面反射鏡和移動(dòng)平面反射鏡反射，實(shí)現光學(xué)四倍頻，具有更高的系統分辨率和更小的非線(xiàn)性誤差。尤其適用于測量Z軸立柱與運動(dòng)平臺之間的相對運動(dòng)，消除因內壁熱漂移和立柱振動(dòng)/移動(dòng)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，配合平面反射鏡，實(shí)現光學(xué)四倍頻，具有更高的系統分辨率，使用雙軸系統，搭配長(cháng)條平面反射鏡，特別適合XY平臺運動(dòng)控制及測量應用。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(xiàn)性測量或位置反饋，測量距離達10米，可定制40米，在運動(dòng)定位和設備校準上應用廣泛。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(xiàn)性測量精度可達0.5ppm；

2.高激光穩頻精度：激光頻率穩定度達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(jìn)一步拓展細分，實(shí)現更高分辨率。

4.高速測量：最大測量速度可達2000mm/s以上；

5.量程長(cháng)：測量量程可以達到4m以上，可定制40米；

6.安裝簡(jiǎn)便，易于準直：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節裝置，輕松實(shí)現光束準直；

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(wú)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(shí)連接三路探頭，輕松實(shí)現多軸同時(shí)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。

光纖激光尺應用驗證

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