基于激光干涉仪的微纳光栅姿态校准方法研究
摘要
微纳光栅作为光栅位移测量系统的核心部件，其安装姿态误差直接影响系统的测量准确性与长期稳定性。针对微纳光栅多维度安装误差导致衍射场相位畸变这一纳米测量领域共性难题，为了减小其因为位置解算而产生的纳米级误差，提出基于矢量衍射场相位调制特性的位姿协同校准新方法。分析了微纳光栅位姿误差产生的原因，利用一维光栅的横滚、俯仰和偏航角共同描述一维光栅相对于位移台的装配状态，并基于矢量衍射理论对其误差值进行量化分析。创新性地构建了基于激光干涉仪基准的可溯源校准链，通过极值追踪与干涉仪示值闭环反馈的复合调控策略，实现光栅-位移台多自由度协同校准。同时，通过在装置搭建环节中，对于核心部件的校准，减小了系统搭建时的不确定度引入，使实验数据更可靠。最后经由实验验证了该方法在500 μm行程范围内的安装误差量为13.2 nm，整体装置引入的合成测量不确定度为2.17 nm，设计的校准方案稳定可靠，因激光干涉仪的引入，具有可溯源性。
引用本文（GB/T 7714）
邹文哲 ZOU Wenzhe, 管钰晴 GUAN Yuqing, 郭创为 GUO Chuangwei, 等. 基于激光干涉仪的微纳光栅姿态校准方法研究[J]. Infrared and Laser Engineering, 2025.
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