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公开(公告)号：CN108955546A
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201810471725.7
申请日：2018-05-17
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 激光移相干涉三角微位移测量装置及方法，属于超精密测量技术领域。本发明将移相干涉技术和激光三角技术结合起来，以实现大范围高精度微位移测量。本发明装置主要包括基于Ronchi光栅分光的同步移相干涉分系统和激光三角位移测量分系统。本发明方案根据移相干涉原理和激光三角测距原理，通过光栅分光和四象限检偏器组同步获取四路依次相移90°的干涉信号，同时激光三角分系统利用部分漫反射光获得位移的粗测量数据，当激光三角测量误差小于1/4干涉位移信号周期时，通过一定的解算可以获得精确位移值。本发明测量精度高、测量范围大、抗干扰能力强，适用于微结构器件中的台阶高度，膜厚，以及运动部件的位移等的测量。
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公开(公告)号：CN108680108A
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201810471732.7
申请日：2018-05-17
Applicant: 哈尔滨工业大学
CPC classification number: G01B11/02 , G01B9/02083 , G01D5/35306
Abstract: 线激光移相干涉三角微位移测量装置及方法，属于超精密测量技术领域。本发明将移相干涉技术和激光三角技术结合起来，以实现大范围高精度微位移测量。本发明方案根据移相干涉原理和激光三角测距原理，采用整形扩束将光源输出变为线平行光束，通过光栅分光和四象限检偏器组同步获取四路依次相移90°的线形干涉光，同时线激光三角系统利用部分漫反射光获得位移的粗测量数据，当线激光三角测量最大误差小于1/4干涉信号周期时，通过一定的解算可以获得精确位移值。本发明测量精度高、测量范围大，可实现线扫描测量，适用于微结构器件中的台阶高度，膜厚，以及运动部件等的位移/位置的测量。
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公开(公告)号：CN105865347A
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201610317209.X
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明涉及一种分瞳移焦型共焦差分测量方法与装置，属于超精密测量与三维成像领域。该装置解决了常用的基于偏振分光棱镜分光的差动共焦系统集成度低、两个针孔探测器探测同步性难以保证的问题。本发明装置主要包括线偏振光源系统、棱镜分光测量系统、分瞳式相位滤波器共焦探测系统；该装置利用一维相位光栅分出两束完全相同的测量光束，利用分瞳式相位光瞳滤波器的不同光瞳区域实现光强响应轴向正、负向平移，最后利用CCD相机实现同步采集。本发明方案：根据相位光瞳滤波器的移焦效应原理、光栅衍射分光理论以及软针孔探测方法，同时对两路测量光束实现正、负移焦，再进行作差计算，从而实现绝对位置的高精度测量。本发明稳定性好、同步性高，能实现共光路、高集成度测量与成像。
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公开(公告)号：CN104034312B
公开(公告)日：2016-06-08
申请号：CN201410179269.0
申请日：2014-04-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C9/20
Abstract: 成对三等分环-三等分圆嵌套极板相向交错放置式倾角测量方法与装置属于角度测量技术，其中传感器单元的环形共面电容测头由三个三分之一圆形金属板和三个三分之一圆环形金属板组成，六块金属板共面同心，同一扇形角所对的三分之一圆形金属板和三分之一圆环形金属板形成电容，将两个上述环形共面电容测头安置于两个圆形绝缘基板上，两个圆形绝缘基板作为圆柱体容器的两底面，并将圆柱体容器横置，容器中密封注入体积1/2的绝缘性液体，电位引线将十二块金属板的电位取出并与电容测量单元的输入端相连，电容测量单元与倾角计算单元连接；容器发生倾斜时，两个环形共面电容测头与绝缘性液体的相对位置发生变化，通过测量电容容值的变化，可求得倾角值。
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公开(公告)号：CN103134428A
公开(公告)日：2013-06-05
申请号：CN201310084934.3
申请日：2013-03-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置与方法属于半导体制造装备技术领域，具体涉及一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置；本发明装置引入了频率稳定的激光二极管为光源，二维PSD为光电元件，将光源部分与二维PSD集成在一起，因此可以减小体积、减轻重量、便于安装；同时只将三个角锥棱镜置于运动平台之上，也减少了平台的运动负载，综上所述，该测量装置结构简单，非常适合于高速运动平台的六自由度位姿测量；本发明方法采用分布于待测平台上的角锥棱镜作为位置传感元件，通过坐标系变换将角锥棱镜与PSD构成的三维坐标系转换为待测平台运动坐标系，从而获得待测平台的六自由度信息，因此该测量方法操作简便，光路调整简单。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN1632448A
公开(公告)日：2005-06-29
申请号：CN200510007218.0
申请日：2005-02-04
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种光学阵列共焦超分辨显微三维探测装置，所述装置包括位于光学系统的中心光轴上依次排列的点光源，准直透镜，微透镜阵列及针孔阵列，扩束透镜、偏振分光镜，1/4波片，二元光瞳滤波器，物镜，载物台，收集透镜，探测针孔阵列及面阵CCD。点光源通过准直透镜形成平行光入射到微透镜阵列上，再经针孔阵列在扩束透镜焦平面上形成点光源阵列，经偏振分光镜及1/4波片，形成偏振光，再经二元光瞳滤波器和物镜照射到被测物表面。经被测物表面反射，按原光路返回，反射光经偏振分光镜后，被全部反射到收集透镜上，经针孔阵列最后到达面阵CCD上，由面阵CCD对信号进行采集。本发明还包含一种使用一个探测器探测和测量三维表面和三维结构的方法。
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公开(公告)号：CN105865347B
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201610317209.X
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明涉及一种分瞳移焦型共焦差分测量方法与装置，属于超精密测量与三维成像领域。该装置解决了常用的基于偏振分光棱镜分光的差动共焦系统集成度低、两个针孔探测器探测同步性难以保证的问题。本发明装置主要包括线偏振光源系统、棱镜分光测量系统、分瞳式相位滤波器共焦探测系统；该装置利用一维相位光栅分出两束完全相同的测量光束，利用分瞳式相位光瞳滤波器的不同光瞳区域实现光强响应轴向正、负向平移，最后利用CCD相机实现同步采集。本发明方案：根据相位光瞳滤波器的移焦效应原理、光栅衍射分光理论以及软针孔探测方法，同时对两路测量光束实现正、负移焦，再进行作差计算，从而实现绝对位置的高精度测量。本发明稳定性好、同步性高，能实现共光路、高集成度测量与成像。
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公开(公告)号：CN105865339B
公开(公告)日：2018-06-05
申请号：CN201610317208.5
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明涉及一种分瞳式移相干涉共焦微位移测量装置，属于超精密测量领域。该装置解决了基于PBS分光的移相干涉共焦系统中存在的抗干扰能力差，系统结构复杂、集成度低的问题。本发明装置主要包括四路移相干涉光路和分瞳式共焦差分探测光路；该装置利用二维Ronchi光栅分出的四束光，经偏振移相阵列后，转变成相位差依次为90°的线偏振光；1、3象限两束光通过分瞳式位相滤波器实现正移焦，2、4象限两束光通过分瞳式位相滤波器实现负移焦；最后利用CCD相机构成的软针孔阵列同时采集四路干涉、共焦信号。本发明将移相干涉与共焦差分探测集成在同一光路，可在较大测量范围内实现微位移测量。
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公开(公告)号：CN103134428B
公开(公告)日：2015-09-02
申请号：CN201310084934.3
申请日：2013-03-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置与方法属于半导体制造装备技术领域，具体涉及一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置；本发明装置引入了频率稳定的激光二极管为光源，二维PSD为光电元件，将光源部分与二维PSD集成在一起，因此可以减小体积、减轻重量、便于安装；同时只将三个角锥棱镜置于运动平台之上，也减少了平台的运动负载，综上所述，该测量装置结构简单，非常适合于高速运动平台的六自由度位姿测量；本发明方法采用分布于待测平台上的角锥棱镜作为位置传感元件，通过坐标系变换将角锥棱镜与PSD构成的三维坐标系转换为待测平台运动坐标系，从而获得待测平台的六自由度信息，因此该测量方法操作简便，光路调整简单。
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