CN103162631A - 光学测位移装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光调制的光学测位移装置，包括光源、七面分光棱镜、两个光调制器、偏振分光镜、两个四分之一波片、两个偏振片以及两个对应的光接收器。该装置利用两个光调制器分别对七面分光棱镜产生的两束同频率光进行频率调制，获得频率不同的两束光，频差的数量级为MHz。该装置非线性误差小，不需要对频率不同的两束光先进行合光，因此光学系统简单，光路调整容易，可靠性高。本发明可应用于高速测量，具有较为广阔的实用价值和经济价值。

Description

光学测位移装置

技术领域

本发明涉及一种光学测位移装置。

背景技术

外差干涉测位移仪能够以简单的相位比较取得较高的测量分辨力，由于其结构简单，抗干扰能力强等优势，广泛应用于纳米测量技术领域。制造业的发展迫切需要对高速加工过程中的物体进行测量和定位，高测速则需要高频差。

国内外的一些双频激光干涉测位移仪多采用塞曼效应产生双频，基于塞曼效应的双频激光干涉测位移仪的测量准确度受光学系统本身的非线性误差的限制, 且频差小，最大频差一般不超过4MHz, 测量的速度不能太高。利用双反射膜法得到双频，最高频差为6MHz,测速最大可达1.8m/s。

上世纪90年代初清华大学课题组研制的双折射双频激光测位移仪，可以产生从40MHz到1GHz左右的大频差，其外差信号要求的处理电路较为复杂，技术难度大。

后期清华大学课题组研制出一种新型的塞曼-双折射双频激光测位移仪，输出频差为3-40MHz,最高测速可达4m/s,但是其信号处理上极为复杂。

如今市场上成熟的产品有美国的Agilent (前身为HP) 、ZYGO、英国的Renishaw，其产品各具特点,售价也都很昂贵。其中ZYGO公司的部分激光干涉测位移仪采用声光调制法获得双频，其频差可以达到20MHz，最高测速可达5.1m/s。中国的普锐也研发了基于塞曼效应的外差干涉测位移仪。但是上述测位移仪的频率稳定性较差，导致测位移精度不高。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种光学系统简单且测量精度高的光学测位移装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下结构：

<结构1>

本发明提供一种光学测位移装置，用于对加工过程中高速移动的被测物体进行位移的测定，其特征在于，具有：光源，用于发射激光；七面分光棱镜，接收激光并将激光分成沿水平方向出射且频率相同的平行反射光和平行透射光；第一光调制器，用于接收平行反射光并对平行反射光进行光调制形成第一出射光；第二光调制器，用于接收平行透射光并对平行透射光进行光调制形成与第一出射光的频差为1 MHz～100 MHz的第二出射光；偏振分光镜，具有上偏振分光膜和下偏振分光膜，上偏振分光膜接收第一出射光，并将第一出射光分为正交的第一透射光和第一反射光，下偏振分光膜接收第二出射光，并将第二出射光分为正交的第二透射光和第二反射光；第一四分之一波片，设置于偏振分光镜的上方，使两次经过第一四分之一波片的第一反射光转变为能够透射偏振分光镜的上偏振分光膜和下偏振分光膜的第一反射偏振光；第二四分之一波片，设置于偏振分光镜的一侧，使两次经过第二四分之一波片的第一透射光转变为能够被偏振分光镜的上偏振分光膜和下偏振分光膜反射的第一透射偏振光；第一角锥棱镜，设置于第一四分之一波片的上方，使第一反射偏振光沿平行于原光路的方向返回至偏振分光镜；第二角锥棱镜，设置于被测物体上，位于第二四分之一波片的旁侧，使第一透射偏振光沿平行于原光路的方向返回至偏振分光镜；第一偏振片，设置于偏振分光镜的旁侧，位于第一透射偏振光的光路上，使第二透射光与经过偏振分光镜反射的第一透射偏振光发生干涉形成第一干涉光；第二偏振片，设置于偏振分光镜的下方，位于第一反射偏振光的光路上，使第二反射光与经过偏振分光镜透射的第一反射偏振光发生干涉形成第二干涉光；第一光接收器，设置于第一偏振片的旁侧，将接收到的第一干涉光的光强信号转化为测量信号；以及第二光接收器，设置于第二偏振片的下方，将接收到的第二干涉光的光强信号转化为参考信号。

另外，本发明光学测位移装置中，光源为He-Ne激光器。

另外，本发明光学测位移装置中，激光为圆偏振光和偏振方向与水平轴成45°的线偏振光中的一种。

进一步，本发明光学测位移装置中，第二透射光为水平偏振光，第二反射光为竖直偏振光。

<结构2>

本发明提供一种光学测位移装置，用于对加工过程中高速移动的被测物体进行位移的测定，其特征在于，具有：光源，用于发射激光；七面分光棱镜，接收激光并将激光分成沿水平方向出射且频率相同的平行反射光和平行透射光；第一光调制器，用于接收平行反射光并对平行反射光进行光调制形成第一出射光；第二光调制器，用于接收平行透射光并对平行透射光进行光调制形成与第一出射光的频差为1 MHz～100 MHz的第二出射光；偏振分光镜，具有上偏振分光膜和下偏振分光膜，上偏振分光膜接收第一出射光，并将第一出射光分为正交的第一透射光和第一反射光，下偏振分光膜接收第二出射光，并将第二出射光分为正交的第二透射光和第二反射光；第一四分之一波片，设置于偏振分光镜的上方，使两次经过第一四分之一波片的第一反射光转变为能够透射偏振分光镜的上偏振分光膜和下偏振分光膜的第一反射偏振光；第二四分之一波片，设置于偏振分光镜的一侧，使两次经过第二四分之一波片的第一透射光转变为能够被偏振分光镜的上偏振分光膜和下偏振分光膜反射的第一透射偏振光；第一角锥棱镜，设置于被测物体上，位于第一四分之一波片的上方，使第一反射偏振光沿平行于原光路的方向返回至偏振分光镜；第二角锥棱镜，设置于第二四分之一波片的旁侧，使第一透射偏振光沿平行于原光路的方向返回至偏振分光镜；第一偏振片，设置于偏振分光镜的旁侧，位于第一透射偏振光的光路上，使第二透射光与经过偏振分光镜反射的第一透射偏振光发生干涉形成第一干涉光；第二偏振片，设置于偏振分光镜的下方，位于第一反射偏振光的光路上，使第二反射光与经过偏振分光镜透射的第一反射偏振光发生干涉形成第二干涉光；第一光接收器，设置于第一偏振片的旁侧，将接收到的第一干涉光的光强信号转化为第一信号；以及第二光接收器，设置于第二偏振片的下方，将接收到的第二干涉光的光强信号转化为第二信号。

另外，本发明光学测位移装置中，光源为He-Ne激光器。

另外，本发明光学测位移装置中，激光为圆偏振光和偏振方向与水平轴成45°的线偏振光中的一种。

进一步，本发明光学测位移装置中，第二透射光为水平偏振光，第二反射光为竖直偏振光。

发明作用与效果

根据本发明光学测位移装置，该装置利用两个光调制器分别对七面分光棱镜产生的两束同频率光进行频率调制，获得具有一定频差的两束光，频差的数量级为MHz，因为该装置能从光学测位移装置的内部提取参考信号而不从光调制器的驱动信号中提取参考信号，根据共模抑制的原理，能够消除由光调制器振动引起的测量误差，从而抑制了频率漂移，提高了测量的精准度。

另外，本装置所使用的七面分光棱镜能使分光面上分开的反射光和透射光经表面反射后平行出射，从而使光路对称，容易调整。

另外，本装置不需要对频率不同的两束光先进行合光，因此光学系统简单。本装置的非线性误差来源于偏振分光镜的漏光，所以系统的非线性误差较小。

进一步，因为经过光调制器的第一出射光和第二出射光通过的是同一块偏振分光镜，所以能在同一块偏振分光镜进行会合分光，能够避免外部环境变化的影响，并且这种偏振分光镜更容易调校。由于干涉仪的频差取决于光调制器的调制频率差，因此两束光的频差可以很大，测量速度可以达到很大，而且频率稳定性好。

附图说明

图1为本发明实施例的光学测位移装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的七面分光棱镜的结构示意图。

图3为本发明实施例的偏振分光镜的结构示意图。

图4为本发明实施例的整体光路示意图。

图5为本发明实施例的局部光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明涉及的光学测位移装置进行详细地说明。

实施例一

图1为本发明实施例的光学测位移装置的结构示意图。

如图1所示，光学测位移装置23包括光源1、七面分光棱镜2、第一光调制器3、第二光调制器13、偏振分光镜4、第一四分之一波片5、第二四分之一波片7、第一角锥棱镜6、第二角锥棱镜8、第一偏振片10、第二偏振片12、第一光接收器9以及第二光接收器11。

其中，光源1为He-Ne激光器，用于发射激光，该激光为圆偏振光，频率为f。

图2为本发明实施例的七面分光棱镜的结构示意图。

如图2所示，七面分光棱镜2，具有上半部分15和下半部分16。上半部分15和下半部分16分别具有对应的入射面18、反射面19和出射面20。上半部分15和下半部分16的接触面为分光面17。上半部分15和下半部分16在分光面17的两侧呈对称排列。七面分光棱镜2用于接收激光并将激光分成沿水平方向出射的平行反射光和平行透射光。平行反射光和平行透射光的频率相同，均为f。

第一光调制器3，用于接收平行反射光并对平行反射光进行光调制形成第一出射光W₁。第一光调制器3的调制频率为f₁，因此第一出射光W₁的频率为f+ f₁。

第二光调制器13，用于接收平行透射光并对平行透射光进行光调制形成第二出射光W₂。第二光调制器13的调制频率为f₂，因此第二出射光W₂的频率为f+ f₂。f₁ 和f₂的频差为10 MHz，因此第二出射光与第一出射光的频差为10 MHz。

图3为本发明实施例的偏振分光镜的结构示意图。

如图3所示，偏振分光镜4，具有上偏振分光膜21和下偏振分光膜22。上偏振分光膜21和下偏振分光膜22与水平方向的夹角为45°。

第一出射光W₁进入偏振分光镜4后，被上偏振分光膜21反射形成沿竖直方向向上出射的第一反射光W₁₂，被上偏振分光膜21透射形成沿水平方向向右出射的第一透射光W₁₁。第一反射光W₁₂和第一透射光W₁₁呈正交出射。第一反射光W₁₂和第一透射光W₁₁的频率为f+ f₁。

第二出射光W₂进入偏振分光镜4后，被下偏振分光膜22反射形成沿竖直方向向下出射的第二反射光W₂₂，被下偏振分光膜22透射后形成沿水平方向向右出射的第二透射光W₂₁。第二反射光W₂₂和第二透射光W₂₁呈正交出射。第二透射光W₂₁为水平偏振光，第二反射光W₂₂为竖直偏振光。第二反射光W₂₂和第二透射光W₂₁的频率为f+f₂。

第一四分之一波片5，设置于偏振分光镜4的上方，位于第一反射光W₁₂的出射光路上，使第一反射光W₁₂的偏振方向旋转90°，从而转变为第一反射偏振光W' ₁₂。第一反射偏振光W' ₁₂能够完全透射偏振分光镜4的上偏振分光膜21和下偏振分光膜22而不发生反射。第一反射偏振光W' ₁₂的频率为f+ f₁。

第二四分之一波片7，设置于偏振分光镜4的旁侧，位于第一透射光W₁₁的出射光路上，使第一透射光W₁₁的偏振方向旋转90°，从而转变为第一透射偏振光W'₁₁。第一透射偏振光W'₁₁能够完全被上偏振分光膜21和下偏振分光膜22反射而不发生折射。第一透射偏振光W'₁₁的频率为f+f₁。

第一角锥棱镜6，设置于第一四分之一波片5的上方，位于第一反射光W₁₂的光路上，使沿竖直方向入射入第一四分之一波片5的第一反射光W₁₂沿平行于原光路的方向返回至偏振分光镜4。

第二角锥棱镜8，设置于被测物体上，位于第二四分之一波片7的旁侧并在第一透射光W₁₁的光路上，使沿水平方向入射入第二四分之一波片7的第一透射光W₁₁沿平行于原光路的方向返回至偏振分光镜4。

第一偏振片10，设置于偏振分光镜4的旁侧，位于经过偏振分光镜4的上偏振分光膜21和下偏振分光膜22两次反射后的第一透射偏振光W'₁₁的光路上，使不同频率的第二反射光W₂₁与第一透射偏振光W'₁₁在同方向上发生干涉形成第一干涉光。第一偏振片10的透射方向与水平方向呈45°夹角。

第二偏振片12，设置于偏振分光镜4的下方，位于经过偏振分光镜4的上偏振分光膜21和下偏振分光膜22两次透射后的第一反射偏振光W'₁₂的光路上，使不同频率的第二反射光W₂₂与经过偏振分光镜4两次透射后的第一反射偏振光W'₁₂在同方向上发生干涉形成第二干涉光。第二偏振片12的透射方向与水平方向呈45°夹角。

第一光接收器9，具有第一光电二极管，设置于第一偏振片10的旁侧，位于第一干涉光的光路上，将接收到的第一干涉光的光强信号转化为第一信号。

第二光接收器11，具有第二光电二极管，设置于第二偏振片12的下方，位于第二干涉光的光路上，将接收到的第二干涉光的光强信号转化为第二信号。

图4为本发明实施例的整体光路示意图。

如图4所示，光学测位移装置23的光路如下：

（1）棱镜分光步骤：光源1所发射的激光竖直入射入七面分光棱镜2的入射面18，在分光面17上发生反射和透射，成为同频率的反射光和透射光，频率为f。反射光被分光面17反射至七面分光棱镜2的上半部分15，在上半部分15的反射面19上再次反射成为方向水平的平行反射光并从出射面20出射，同时，透射光被分光面17透射至七面分光棱镜2的下半部分16，在下半部分16的反射面19上再次反射成为方向水平的平行透射光并从出射面20出射。

（2）光调制步骤：平行反射光平行入射入第一光调制器3得到频率为f+f₁的第一出射光W₁，平行透射光平行入射入第二光调制器13得到频率为f+f₂的第二出射光W₂。其中，f₁和f₂的频差为10MHz。

图5为本发明实施例的局部光路示意图。

（3）分光镜分光步骤：如图5所示，第一出射光W₁水平入射入偏振分光镜4，在上偏振分光膜21上发生透射形成第一透射光W₁₁并从偏振分光镜4中沿水平方向向右出射，同时，第一出射光W₁也在上偏振分光膜21上发生折射形成第一反射光W₁₂并从偏振分光镜4中沿竖直方向向上出射。第二出射光W₂水平入射入偏振分光镜4，在下偏振分光膜22上发生透射形成第二透射光W₂₁并从偏振分光镜4中沿水平方向向右出射，同时，第二出射光W₂也在下偏振分光膜22上发生反射形成第二反射光W₂₂并从偏振分光镜4中沿竖直方向向下出射。

（4）偏振步骤：第一反射光W₁₂依次经过第一四分之一波片5、第一角锥棱镜6和第一四分之一波片5成为第一反射偏振光W'₁₂。第一透射光W₁₁依次经过第二四分之一波片7、第二角锥棱镜8和第二四分之一波片7成为第一透射偏振光W'₁₁。

（5）干涉步骤：第一反射偏振光W'₁₂先后经偏振分光镜4的上偏振分光膜21和下偏振分光膜22透射两次并从偏振分光镜4中沿竖直方向向下出射，在第二偏振片12中同第二反射光W₂₂发生干涉形成第二干涉光。同时，第一透射偏振光W'₁₁先后经偏振分光镜4的上偏振分光膜21和下偏振分光膜22反射两次并从偏振分光镜4中沿水平方向向右出射，在第一偏振片10中同第二透射光W₂₁发生干涉形成第一干涉光。如图5所示，为了更明显地画出光路，图5将第二反射光W₂₂和第一反射偏振光W'₁₂的光路分开画。同样，为了更明显地画出光路，图5也将第二透射光W₂₁和第一透射偏振光W'₁₁的光路分开画。

（6）信号转换步骤：第一光接收器9接收第一干涉光并将第一干涉光的光强信号转化为第一信号。第二光接收器11接收第二干涉光并将第二干涉光的光强信号转化为第二信号。

第二角锥棱镜8安装在被测物体上面，设被测物体的位移为L＇，则被测物体的位移L＇的计算方法如下：

L₁为第一出射光W₁从第一光调制器3到偏振分光镜4的上偏振分光膜21之间的路程，L₂为第二出射光W₂从第二光调制器13到偏振分光镜4的下偏振分光膜22之间的路程，L₃为第一反射光W₁₂从偏振分光镜4的上偏振分光膜21经第一角锥棱镜6回到偏振分光镜4的上偏振分光膜21之间的路程，L₄为第一透射光W₁₁从偏振分光镜4的上偏振分光膜21经第二角锥棱镜8回到偏振分光镜4的上偏振分光膜21之间的路程， L₅为第一反射偏振光W'₁₂从偏振分光镜4的上偏振分光膜21到下偏振分光膜22所对应的路程。光源1发射的激光的频率为f。第一光调制器3的调制频率为f₁，第二光调制器13的调制频率为f₂，f₁和f₂的频率差为10MHz。

第二出射光W₂的初相位为，第二出射光W₂经L₂的所对应的相位为φ₂，则

${\mathrm{\&phi;}}_2=2\mathrm{\&pi;}\frac{L_2}{\mathrm{\&lambda;}}$ ，

。

E2为第二反射光W₂₂波动方程的表达式，

第一出射光W₁的初相位为

，第一出射光W₁经L₁+L₃+L₅的所对应的相位为φ₁，则

${\mathrm{\&phi;}}_1=2\mathrm{\&pi;}\frac{L_1+L_3+L_5}{\mathrm{\&lambda;}}$ ，

。

E1为第一出射偏振光W'₁₂波动方程的表达式。

第二反射光W₂₂和第一反射偏振光W'₁₂干涉后形成的第二干涉光的强度为：

由于第二光接收器11所含有的第二光电二极管只能通过低频而过滤掉高频，所以第二光接收器11接收到的第二信号为：

第二出射光W₂的初相位为

，第一出射光W₁的初相位为

，第一透射偏振光W'₁₁经L₁+L₄+L₅后的相位为φ₃，第二透射光W₂₁经L₂所对应的相位为φ₄，则

${\mathrm{\&phi;}}_3=2\mathrm{\&pi;}\frac{L_1+L_4+L_5}{\mathrm{\&lambda;}}$ ，

。

E3为第一透射偏振光W'₁₁波动方程的表达式。

${\mathrm{\&phi;}}_4=2\mathrm{\&pi;}\frac{L_2}{\mathrm{\&lambda;}}$ ，

。

E4为第二透射光W₂₁波动方程的表达式。

同样，由于第一光接收器9所含有的第一光电二极管只能通过低频而过滤掉高频，所以第一光接收器9接收到的第一信号为：

因为第二角锥棱镜8设置于被测物体上，位于第二四分之一波片的旁侧，所以将第一信号作为测量信号，第二信号作为参考信号。对比V_r(t)和V_m(t)的表达式，可以得到测量信号和参考信号的相位差为：

$\mathrm{\&Phi;}=2\mathrm{\&pi;}\frac{2(L_4-L_3)}{\mathrm{\&lambda;}}$ 。

若第二角锥棱镜8发生位移L′,则相位差为

${\mathrm{\&Phi;}}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}\frac{2(L^{\&prime;}+L_4-L_3)}{\mathrm{\&lambda;}}$ ，

则相位差改变量为：

$\mathrm{\&Delta;\&Phi;}={\mathrm{\&Phi;}}^{\&prime;}-\mathrm{\&Phi;}=4\mathrm{\&pi;}\frac{L^{\&prime;}}{\mathrm{\&lambda;}}$ ，

因此第二角锥棱镜8的位移为：

$L^{\&prime;}=\mathrm{\&Delta;\&Phi;}\frac{\mathrm{\&lambda;}}{4\mathrm{\&pi;}}$ 。

由于第二角锥棱镜8固定在被测物体上，同被测物体一起移动，所以被测物体的位移就是第二角锥棱镜8的位移，从而测得被测物体的位移。

实施例的作用与效果：

根据本发明光学测位移装置，该装置利用两个光调制器分别对七面分光棱镜产生的两束同频率光进行频率调制，获得频差为10MHz的双束光，因为该装置能从光学测位移装置的内部提取参考信号而不从光调制器的驱动信号中提取参考信号，根据共模抑制的原理，能够消除由光调制器振动引起的测量误差，从而抑制了频率漂移，提高了测量的精准度。

另外，本装置所使用的七面分光棱镜能使分光面上分开的反射光和透射光经表面反射后平行出射，从而使光路对称，容易调整。

另外，本装置不需要对频率不同的两束光先进行合光，因此光学系统简单。本装置的非线性误差来源于偏振分光镜的漏光，所以系统的非线性误差较小。

实施例二

在光学测位移装置中，光源所发射的激光还可以为偏振方向与水平轴成45°的线偏振光。经过第一光调制器调制后的第一出射光和经过第二光调制器的调制后的第二出射光的频差还可以为100 MHz。第一角锥棱镜还可以设置于被测物体上，位于第一四分之一波片的上方。第一角锥棱镜为固定放置。实施例二的其它装置同实施例一完全相同。

因为第一角锥棱镜设置于被测物体上，位于第一四分之一波片的上方，所以将第一信号作为参考信号，第二信号作为测量信号，被测物体的位移计算公式同实施例一。

Claims (8)

1.一种光学测位移装置，用于对加工过程中高速移动的被测物体进行位移的测定，其特征在于，具有：

光源，用于发射激光；

七面分光棱镜，接收所述激光并将所述激光分成沿水平方向出射且频率相同的平行反射光和平行透射光；

第一光调制器，用于接收所述平行反射光并对所述平行反射光进行光调制形成第一出射光；

第二光调制器，用于接收所述平行透射光并对所述平行透射光进行光调制形成与所述第一出射光的频差为1 MHz～100 MHz的第二出射光；

偏振分光镜，具有上偏振分光膜和下偏振分光膜，所述上偏振分光膜接收所述第一出射光，并将所述第一出射光分为正交的第一透射光和第一反射光，所述下偏振分光膜接收所述第二出射光，并将所述第二出射光分为正交的第二透射光和第二反射光；

第一四分之一波片，设置于所述偏振分光镜的上方，使两次经过所述第一四分之一波片的所述第一反射光转变为能够透射所述偏振分光镜的所述上偏振分光膜和所述下偏振分光膜的第一反射偏振光；

第二四分之一波片，设置于所述偏振分光镜的一侧，使两次经过所述第二四分之一波片的所述第一透射光转变为能够被所述偏振分光镜的所述上偏振分光膜和所述下偏振分光膜反射的第一透射偏振光；

第一角锥棱镜，设置于所述第一四分之一波片的上方，使所述第一反射偏振光沿平行于原光路的方向返回至所述偏振分光镜；

第二角锥棱镜，设置于所述被测物体上，位于所述第二四分之一波片的旁侧，使所述第一透射偏振光沿平行于原光路的方向返回至所述偏振分光镜；

第一偏振片，设置于所述偏振分光镜的旁侧，位于所述第一透射偏振光的光路上，使所述第二透射光与经过所述偏振分光镜反射的所述第一透射偏振光发生干涉形成第一干涉光；

第二偏振片，设置于所述偏振分光镜的下方，位于所述第一反射偏振光的光路上，使所述第二反射光与经过所述偏振分光镜透射的所述第一反射偏振光发生干涉形成第二干涉光；

第一光接收器，设置于所述第一偏振片的旁侧，将接收到的所述第一干涉光的光强信号转化为第一信号；以及

第二光接收器，设置于所述第二偏振片的下方，将接收到的所述第二干涉光的光强信号转化为第二信号。

2.根据权利要求1所述的一种光学测位移装置，其特征在于：

其中，所述光源为He-Ne激光器。

3.根据权利要求1所述的一种光学测位移装置，其特征在于:

其中，所述激光为圆偏振光和偏振方向与水平轴成45°的线偏振光中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种光学测位移装置，其特征在于:

其中，所述第二透射光为水平偏振光，所述第二反射光为竖直偏振光。

5.一种光学测位移装置，用于对加工过程中高速移动的被测物体进行位移的测定，其特征在于，具有：

光源，用于发射激光；

七面分光棱镜，接收所述激光并将所述激光分成沿水平方向出射且频率相同的平行反射光和平行透射光；

第一光调制器，用于接收所述平行反射光并对所述平行反射光进行光调制形成第一出射光；

第二光调制器，用于接收所述平行透射光并对所述平行透射光进行光调制形成与所述第一出射光的频差为1 MHz～100 MHz的第二出射光；

偏振分光镜，具有上偏振分光膜和下偏振分光膜，所述上偏振分光膜接收所述第一出射光，并将所述第一出射光分为正交的第一透射光和第一反射光，所述下偏振分光膜接收所述第二出射光，并将所述第二出射光分为正交的第二透射光和第二反射光；

第一四分之一波片，设置于所述偏振分光镜的上方，使两次经过所述第一四分之一波片的所述第一反射光转变为能够透射所述偏振分光镜的所述上偏振分光膜和所述下偏振分光膜的第一反射偏振光；

第二四分之一波片，设置于所述偏振分光镜的一侧，使两次经过所述第二四分之一波片的所述第一透射光转变为能够被所述偏振分光镜的所述上偏振分光膜和所述下偏振分光膜反射的第一透射偏振光；

第一角锥棱镜，设置于所述被测物体上，位于所述第一四分之一波片的上方，使所述第一反射偏振光沿平行于原光路的方向返回至所述偏振分光镜；

第二角锥棱镜，设置于所述第二四分之一波片的旁侧，使所述第一透射偏振光沿平行于原光路的方向返回至所述偏振分光镜；

第一偏振片，设置于所述偏振分光镜的旁侧，位于所述第一透射偏振光的光路上，使所述第二透射光与经过所述偏振分光镜反射的所述第一透射偏振光发生干涉形成第一干涉光；

第二偏振片，设置于所述偏振分光镜的下方，位于所述第一反射偏振光的光路上，使所述第二反射光与经过所述偏振分光镜透射的所述第一反射偏振光发生干涉形成第二干涉光；

第一光接收器，设置于所述第一偏振片的旁侧，将接收到的所述第一干涉光的光强信号转化为第一信号；以及

第二光接收器，设置于所述第二偏振片的下方，将接收到的所述第二干涉光的光强信号转化为第二信号。

6.根据权利要求5所述的一种光学测位移装置，其特征在于：

其中，所述光源为He-Ne激光器。

7.根据权利要求5所述的一种光学测位移装置，其特征在于:

其中，所述激光为圆偏振光和偏振方向与水平轴成45°的线偏振光中的一种。

8.根据权利要求5所述的一种光学测位移装置，其特征在于:

其中，所述第二透射光为水平偏振光，所述第二反射光为竖直偏振光。

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