六自由度测试质量读出系统

皮米级灵敏度

采用光学锁相外差干涉和对称结构,实现对测试质量六自由度运动的皮米级灵敏度测量,为空间引力波探测等精密定位应用提供新方案。

徐心 · Jinsong, Liu · Henglin, Mu · 李燕 · 谈宜东

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2024

参数信息

位移分辨率
5 nm
角度分辨率
0.1 μrad
位移测量范围
200 μm
角度测量范围
600 μrad

技术优势

光路简化

采用两个激光器的相位锁定来产生双频外差光源,无需塞曼效应或声光调制器等额外调制器件。

六自由度同时测量

系统包含三个测量干涉仪和一个参考干涉仪,采用对称设计和偏振复用结合差分波前传感,能够同时测量测试质量的六个自由度。

高动态范围

在保持皮米级灵敏度的同时,系统提供200 μm的平移范围和600 μrad的倾斜范围,兼顾了高精度和大动态范围。

应用场景