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公开(公告)号：CN108592786B
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN201810069996.X
申请日：2018-01-24
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G01B11/00
Abstract: 本发明公开了一种判断光栅尺参考位置的装置及方法，该装置包括光源、参考点编码区、参考点掩膜、光电探测器和信号处理计算机，所述光源的光束依次穿过所述参考点掩膜和参考点编码区的透光部分之后透射到所述光电探测器上，所述光电探测器将采集到的信号发送给所述信号处理计算机，其中所述参考点掩膜和所述参考点编码区相互平行且具有相同的透光结构。本发明能够大幅度提升参考点的检测准确度和光栅尺系统的精度，同时能够降低参考点掩膜的制造难度和参考点编码区的复杂度，提高了装置的经济型和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN106646907B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN201611217716.2
申请日：2016-12-26
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 一种光栅衍射光偏转棱镜，包括等腰梯形棱镜、分束镜、光源和光栅，光栅、等腰梯形棱镜和分束镜沿衍射光的出光方向依次布置，光源设置在分束镜的外侧，光源发出的光线垂直入射分束镜的侧面，部分光束被分束镜反射并经等腰梯形棱镜垂直射向光栅，光线垂直照射到光栅上，产生0级衍射光和±1级衍射光，其中0级衍射光垂直于光栅表面经过等腰梯形棱镜和分束镜射出，±1级衍射光从光栅表面斜射入等腰梯形棱镜并经过等腰梯形棱镜的斜面内反射，最终经过等腰梯形棱镜和分束镜射出，且平行于0级衍射光。该偏转棱镜降低了光路的复杂程度和调试难度，缩减了光路的体积和，提高了光路的可靠性。
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公开(公告)号：CN104880753B
公开(公告)日：2018-07-20
申请号：CN201510225311.2
申请日：2015-05-05
Applicant: 清华大学深圳研究生院
CPC classification number: G02B27/0012 , G02B5/1876 , G02B27/00 , G02B27/0037 , G02B27/4266
Abstract: 本发明公开了一种用于制作菲涅尔光栅的优化设计方法，包括以下步骤：(1)将菲涅尔光栅的菲涅尔面型等效为曲面面型，基于菲涅尔面型等效的曲面面型确定菲涅尔光栅的光程差函数：Φ(λ)＝＜AP1P2B＞‑＜AOB＞+Nmλ，其中A点表示物点，B点表示像点，O点表示光栅的参考原点，P1为物点的光线在透镜表面的入射点，P2表示光线落在光栅上的点，λ表示波长，m表示衍射级次，N表示栅线分布函数，“<>”表示路径对应的光程；(2)确定使得所述光程差函数的函数值最小化的菲涅尔光栅参数，以用于制作具有消像差效果的菲涅尔光栅。按照本发明的方法，所制作的菲涅尔光栅能够有效消除菲涅尔光栅部分像差，提高光谱仪的分辨率。
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公开(公告)号：CN105606033B
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201610157166.3
申请日：2016-03-18
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明公开了绝对式光栅尺、其主光栅及其测量方法，绝对式光栅尺包括主光栅和读数头部件，所述读数头部件包括增量位移测量单元，所述读数头部件还包括第一分光镜、掩膜板和参考位置光电探测器，所述主光栅上分布有若干个参考编码，任意相邻的两个参考编码之间的距离与其余任意相邻的两个参考编码之间的距离不相同，所述第一分光镜用于将光源的光分成射向主光栅的光束和射向增量位移测量单元的光束，所述射向主光栅的光束经过所述掩膜板到达所述主光栅并被反射后，再次经过所述掩膜板后被所述参考位置光电探测器接收，所述掩膜板上设有与所述主光栅上的参考编码相对应的参考编码。本发明可用于精密加工和检测领域的精密测量环节。
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公开(公告)号：CN105758435B
公开(公告)日：2018-02-09
申请号：CN201610234556.6
申请日：2016-04-14
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G01D5/38
Abstract: 本发明公开了绝对式光栅尺，其中，主光栅上分布有若干个参考编码道，任意相邻的两个参考编码道之间的距离与其余任意相邻的两个参考编码道之间的距离不相同，第一分光镜将光源的光分成射向主光栅的光束和射向增量位移测量单元的光束，射向主光栅的光束经过掩膜板到达主光栅并被反射后，再次经过掩膜板后被参考位置光电探测器接收，掩膜板上设有与参考编码道相同的编码道，掩膜板的位置设置成：掩模版绕θx方向倾斜一个小的角度，使得射向掩膜板的光束被掩膜板反射后不被参考位置光电探测器接收。本发明可以增强参考信号对比度，实现0.6μm的参考点定位精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105758435A
公开(公告)日：2016-07-13
申请号：CN201610234556.6
申请日：2016-04-14
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G01D5/38
Abstract: 本发明公开了绝对式光栅尺，其中，主光栅上分布有若干个参考编码道，任意相邻的两个参考编码道之间的距离与其余任意相邻的两个参考编码道之间的距离不相同，第一分光镜将光源的光分成射向主光栅的光束和射向增量位移测量单元的光束，射向主光栅的光束经过掩膜板到达主光栅并被反射后，再次经过掩膜板后被参考位置光电探测器接收，掩膜板上设有与参考编码道相同的编码道，掩膜板的位置设置成：掩模版绕θx方向倾斜一个小的角度，使得射向掩膜板的光束被掩膜板反射后不被参考位置光电探测器接收。本发明可以增强参考信号对比度，实现0.6μm的参考点定位精度。
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公开(公告)号：CN104880753A
公开(公告)日：2015-09-02
申请号：CN201510225311.2
申请日：2015-05-05
Applicant: 清华大学深圳研究生院
CPC classification number: G02B27/0012 , G02B5/1876 , G02B27/00 , G02B27/0037 , G02B27/4266
Abstract: 本发明公开了一种用于制作菲涅尔光栅的优化设计方法，包括以下步骤：(1)将菲涅尔光栅的菲涅尔面型等效为曲面面型，基于菲涅尔面型等效的曲面面型确定菲涅尔光栅的光程差函数：Φ(λ)＝＜AP1P2B＞-＜AOB＞+Nmλ，其中A点表示物点，B点表示像点，O点表示光栅的参考原点，P1为物点的光线在透镜表面的入射点，P2表示光线落在光栅上的点，λ表示波长，m表示衍射级次，N表示栅线分布函数，“<>”表示路径对应的光程；(2)确定使得所述光程差函数的函数值最小化的菲涅尔光栅参数，以用于制作具有消像差效果的菲涅尔光栅。按照本发明的方法，所制作的菲涅尔光栅能够有效消除菲涅尔光栅部分像差，提高光谱仪的分辨率。
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公开(公告)号：CN106500606A
公开(公告)日：2017-03-15
申请号：CN201611217687.X
申请日：2016-12-26
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G01B11/02
CPC classification number: G01B11/02
Abstract: 一种多码道光栅尺、测量设备及数据处理方法，该光栅尺包括第一光栅码道、第二光栅码道、线性渐变滤光片码道、两个光栅读数头以及渐变片读数头，三个码道相互平行并列，两个光栅读数头对应于第一、第二光栅码道而设置，渐变片读数头对应于线性渐变滤光片码道而设置，三个码道设置成沿长度方向水平移动，两个光栅读数头和渐变片读数头保持固定，并分别使用波长为λ的激光对第一光栅码道、第二光栅码道和线性渐变滤光片码道进行探测，其中光栅读数头获取光栅尺的位移-干涉相位信息，渐变片读数头获取渐变片的位移-反射光强度信息。本发明在保证测量精度和量程的同时大幅降低了绝对式光栅尺的系统复杂程度和成本。
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公开(公告)号：CN108592786A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810069996.X
申请日：2018-01-24
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G01B11/00
Abstract: 本发明公开了一种判断光栅尺参考位置的装置及方法，该装置包括光源、参考点编码区、参考点掩膜、光电探测器和信号处理计算机，所述光源的光束依次穿过所述参考点掩膜和参考点编码区的透光部分之后透射到所述光电探测器上，所述光电探测器将采集到的信号发送给所述信号处理计算机，其中所述参考点掩膜和所述参考点编码区相互平行且具有相同的透光结构。本发明能够大幅度提升参考点的检测准确度和光栅尺系统的精度，同时能够降低参考点掩膜的制造难度和参考点编码区的复杂度，提高了装置的经济型和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN108151658A
公开(公告)日：2018-06-12
申请号：CN201810069463.1
申请日：2018-01-24
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明公开了一种判断光栅尺参考点绝对位置的装置及方法，该装置包括光源、分束镜、参考点掩膜、参考点编码带、光电探测器和信号处理计算机，参考点掩膜包括多个宽度相等的第一矩形块，多个第一矩形块沿其自身的宽度方向等间距排列；参考点编码带包括多组参考点组，每组参考点组包括两个参考点编码区，每个参考点编码区包括多个宽度相等的第二矩形块，多个第二矩形块沿其自身的宽度方向等间距排列，两个参考点编码区沿着第二矩形块的宽度方向间隔排列，多组参考点组沿着第二矩形块的宽度方向等间距排列，第一矩形块和第二矩形块均能够吸收或反射光线。本发明避免了光栅尺增量位移误差和参考点检测误差的干扰，提高了参考点绝对位置判断的可靠性。
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