光纤阵列三自由度干涉仪

0.6纳米分辨率

用光纤阵列代替传统图像信号解耦，实现位移与双轴角度的快速同步测量。

Xionglei, Lin · 胡鹏程 · Zhiwei, Wang · Molnar, Gabor · Werner, Christian · 付海金 · 孙涛 · 于亮

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2025

参数信息

测量速度

158.2 mm/s

位移分辨率

0.6 nm

重复性

1 nm

线性误差

10 nm

技术优势

测量速度快数百倍

传统方法仅几μm/s，本方法通过光纤阵列空间稀疏采样和解耦算法达到158.2 mm/s。

同步测三自由度

从少数采样点形成的椭圆轨迹中解算出位移、俯仰和偏航角，无需逐轴测量。

可直接校准压电平台

已在商用压电平台上验证，100 μm范围内重复性1 nm、线性误差低于10 nm。

应用场景

• 精密位移测量：以0.6 nm分辨率高速测量，替代传统低速图像干涉仪。
• 多自由度校准：同步输出位移和角度，免去多轴逐项标定。
• 压电平台标定：直接标定商用压电平台，重复性达1 nm。
• 纳米定位系统：为纳米定位系统提供高速反馈，兼顾三自由度精度。