基于叠栅信号的超精密定位特性研究

摘要

介绍了一种采用叠栅信号实现超精密定位的定位方法,首先建立了衍射叠栅信号和相对位移关系的数学模型,并在MATLAB仿真软件的辅助下完成了对其定位特性的研究.探讨了光栅倾斜对定位精度的影响,倾斜角越大,定位点的偏移越大,为确保高的定位精度,光栅的倾斜角度必须控制在一定范围之内.研究发现激光束束径和莫尔信号之间存在一定关系,当激光束直径为光栅常数的11倍及以上时,激光莫尔信号几乎不受外界干扰的影响,此时能够达到更高的定位精度.同时,分析了不同光栅常数对定位精度、定位行程的影响,并进而提出了粗光栅与细光栅相结合的两段式复合定位技术,可使定位装置在较大的行程范围内实现高精度定位.实验表明,采用衍射叠栅信号的超精密定位可获得+10 nm的定位精度.