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二维光栅制作与装配误差综合建模与实验研究

林存宝 颜树华 由福盛 杜志广

林存宝, 颜树华, 由福盛, 杜志广. 二维光栅制作与装配误差综合建模与实验研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217005-1217005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217005
引用本文: 林存宝, 颜树华, 由福盛, 杜志广. 二维光栅制作与装配误差综合建模与实验研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217005-1217005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217005
Lin Cunbao, Yan Shuhua, You Fusheng, Du Zhiguang. Synthetical modeling and experimental study of fabrication and assembly errors of two-dimensional gratings[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(12): 1217005-1217005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217005
Citation: Lin Cunbao, Yan Shuhua, You Fusheng, Du Zhiguang. Synthetical modeling and experimental study of fabrication and assembly errors of two-dimensional gratings[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(12): 1217005-1217005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217005

二维光栅制作与装配误差综合建模与实验研究

doi: 10.3788/IRLA201645.1217005
基金项目: 

国家自然科学基金(51275523)

详细信息
    作者简介:

    林存宝(1987-),男,博士生,主要从事光学精密测量方面的研究。Email:cunbaolin@163.com

  • 中图分类号: TH741.1

Synthetical modeling and experimental study of fabrication and assembly errors of two-dimensional gratings

  • 摘要: 针对二维位移测量系统中光栅制作与装配非理想所引起的几何误差,基于多普勒频移理论和坐标变换方法,建立了同时包含光栅非正交角与装配角在内的通用几何误差模型,定量研究了各误差角对系统性能的影响程度,仿真分析了X与Y方向余弦误差和耦合误差随误差参数的变化规律。结果表明,光栅制作和装配误差与系统所用衍射级次、衍射次数和光学细分倍数无关,只与各误差角和被测位移有关。与此同时,四个误差角都会导致余弦误差的产生,而耦合误差则主要受光栅非正交角和偏航角的影响。此外,相同误差角所引起的耦合误差要明显严重于余弦误差,是系统几何误差的主要构成成分。通过搭建基于二维交叉光栅的平面位移测量系统,利用10 mm方形运动轨迹实验验证了理论分析与数值仿真的正确性。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-15
  • 修回日期:  2016-05-23
  • 刊出日期:  2016-12-25

二维光栅制作与装配误差综合建模与实验研究

doi: 10.3788/IRLA201645.1217005
    作者简介:

    林存宝(1987-),男,博士生,主要从事光学精密测量方面的研究。Email:cunbaolin@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(51275523)

  • 中图分类号: TH741.1

摘要: 针对二维位移测量系统中光栅制作与装配非理想所引起的几何误差,基于多普勒频移理论和坐标变换方法,建立了同时包含光栅非正交角与装配角在内的通用几何误差模型,定量研究了各误差角对系统性能的影响程度,仿真分析了X与Y方向余弦误差和耦合误差随误差参数的变化规律。结果表明,光栅制作和装配误差与系统所用衍射级次、衍射次数和光学细分倍数无关,只与各误差角和被测位移有关。与此同时,四个误差角都会导致余弦误差的产生,而耦合误差则主要受光栅非正交角和偏航角的影响。此外,相同误差角所引起的耦合误差要明显严重于余弦误差,是系统几何误差的主要构成成分。通过搭建基于二维交叉光栅的平面位移测量系统,利用10 mm方形运动轨迹实验验证了理论分析与数值仿真的正确性。

English Abstract

参考文献 (14)

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