大量程纳米级光栅位移传感器

成果简介

在国家自然科学基金项目支持下，学校研制出利用单根低线数计量光栅实现大量程、纳米级分辨率、高性价比的位移测量的大量程纳米级光栅位移传感器。其主要创新点有：

1.首次从原理上提出了利用单根低线数计量光栅实现大量程、纳米分辨率的位移测量方法，并提出了一种对相位差不敏感的交点跟踪式莫尔（干涉）条纹信号计数细分方法；

2.设计了一种基于保偏光纤耦合器的镜栅随动式光栅干涉仪光路，突破了传统光栅干涉仪量程的限制，从技术上实现了大量程、高精度的位移测量；

3.提出了一种高分辨率数字化微光学灰度掩模制作方法，研制了相应的制作装置，可实现大量程纳米级光栅位移传感器的产品系列化。

现已获授权3项发明专利，2009年度获湖南省技术发明二等奖。经国家二级计量站比对测试，其测量范围达2m，分辨率为1nm，测量精度优于±0.15μm。该成果填补了国内超精密加工中低价位纳米级位移测量仪器的空白，总体性能指标达到国际先进水平，可广泛应用于机械加工精密位移测量、位移量同步比较测量等领域。