案例8：用光纤差分干涉仪测量运动台与物镜的相对位置

一）光纤双频激光干涉仪系列简介

上海拍频光电科技有限公司（以下简称上海拍频光电）开发的FDI光纤双频激光干涉仪系列产品，结合了光纤传输的便捷性和双频干涉技术的高精度等优点。按干涉仪工作方式分为光纤单轴干涉仪、光纤探针干涉仪和光纤差分干涉仪等几种。下面介绍光纤差分干涉仪的典型应用场景——用2个光纤差分干涉仪测量运动台相对于物镜在X、Y方向的位置变化。

二）运动台与物镜的相对位置测量系统方案

系统方案如下图。

在运动台的X和Y方向粘接一根长条反射镜，同时在物镜的X和Y方向各粘接一个小反射镜。分别用2个光纤差分干涉仪对其位置进行测量，干涉信号进入双频干涉控制器进行处理，解调出运动台相对于物镜的X和Y，并通过网口、SinCos、ABZ或者BISS等协议输出，既可用于上位机软件显示，也可直接接入电机驱动器进行运动台闭环反馈。因为采用了光纤差分干涉仪，所以可以弥补测量光路当中大部分的环境误差和材料热胀冷缩导致的误差，大大提高了系统测量精度。

图1 用光纤差分干涉仪测量运动台与物镜在X、Y方向的相对位移

三）系统配置

图1的测量方案配置清单如下表。

表1 测量系统配置清单

四）主要技术指标

主要技术指标如下表。

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