CN103292687A

CN103292687A - 激光回馈干涉仪

Info

Publication number: CN103292687A
Application number: CN2013101663498A
Authority: CN
Inventors: 张书练; 张松; 谈宜东
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: CN103292687B

Abstract

本发明涉及一种激光回馈干涉仪，其包括：一微片激光器，一分光镜，一第一移频器，一第二移频器，一汇聚透镜，至少两个光电探测器，一电信号处理系统，以及一数据采集处理系统。其中，所述微片激光器可以同时输出至少两束单纵模且为基横模的平行光束，该至少两束平行光束可以作为测量光，并用于测量一待测目标的多个自由度信息。

Description

激光回馈干涉仪

技术领域

本发明涉及一种激光回馈干涉仪。

背景技术

激光干涉仪是目前精密位移测量和长度计量的主要工具，它以激光波长作为位移或长度测量的基准，能够直接溯源到长度计量国际基准，通过各种相位细分技术，激光干涉仪可以实现较高的位移测量分辨率。

当一个外部反射镜将激光器的部分输出光耦合回谐振腔时，反射镜的运动会引起激光器输出功率的调制，类似于传统的双光束干涉现象，即一个条纹移动对应反射镜移动半个激光波长，此即激光回馈现象，也称自混合干涉现象。基于激光回馈现象已经开展了大量激光回馈干涉仪的研究，其中所述激光器主要为HeNe激光器。

近年来，基于微片激光器的激光回馈现象引起了人们的注意，也出现了有关研究基于激光回馈现象的激光干涉仪的报道。然而，目前回馈干涉仪都只能输出单束光进行单自由度的测量，不能实现多坐标、多自由度的测量。另外，现有技术也没有发现有使用单个激光干涉仪可同时测量多个自由度。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可以实现多个自由度、多坐标同时测量的激光回馈干涉仪。

一种激光回馈干涉仪，其包括：一微片激光器，用于同时输出至少两束单纵模且为基横模的平行激光；一分光镜，设置在所述激光的射出光路上，并将每一束激光分成两路光，一路光为透射光，一路光为反射光；一衍射模组，设置在所述透射光的光路上，用于使每一束透射光均发生两次衍射，从而形成至少两束两次衍射光线；一汇聚透镜，该汇聚透镜设置在所述至少两束两次衍射光线的输出光路上，用于将所述至少两束两次衍射光线汇聚到一待测目标上，汇聚后的所述至少两束两次衍射光线经该待测目标反射，沿该至少两束两次衍射光线的原光路返回到所述微片激光器中调制并出射形成至少两束测量回馈光；至少两个光电探测器，设置在所述反射光的光路上，用于分别对所述至少两束测量回馈光进行光电转换；一电信号处理系统，与所述至少两个光电探测器以及衍射模组电连接，用于测量所述至少两束测量回馈光的相位变化量；以及一数据采集处理系统，与所述电信号处理系统电连接，用于根据所述至少两束测量回馈光的相位变化量来获得所述待测目标的至少两个自由度信息。

一种激光回馈干涉仪，包括：一微片激光器，用于同时输出至少三束单纵模且为基横模的平行激光，其中，一束为参考光，剩下为测量光；一分光镜，设置在所述激光的射出光路上，并将每一束激光分成两路光，一路光为透射光，一路光为反射光；一衍射模组，设置在所述透射光的光路上，用于使每一束透射光均发生两次衍射，从而形成至少三束两次衍射光线；一汇聚透镜，该汇聚透镜设置在所述第二移频器远离第一移频器的一侧，用于将测量光所形成的两次衍射光线汇聚到一待测目标上，所述测量光所形成的两次衍射光线经该待测目标反射，沿原光路返回到所述微片激光器中调制并出射形成至少两束测量回馈光；一参考镜，该参考镜设置在所述汇聚透镜与待测目标之间，用于将参考光所形成的两次衍射光线沿原光路挡回到所述微片激光器中调制并出射形成一参考回馈光；至少三个光电探测器，设置在所述反射光的光路上，用于分别对所述至少两束测量回馈光及参考回馈光进行光电转换；一电信号处理系统，与所述至少三个光电探测器及衍射模组电连接，用于测量所述至少两束测量回馈光及参考回馈光的相位变化量；以及一数据采集处理系统，与所述电信号处理系统电连接，用于根据所述至少两束测量回馈光以及参考回馈光的相位变化量来获得所述待测目标的至少两个自由度信息。

相较于现有技术，本发明实施例中提供的激光回馈干涉仪可以同时输出至少两束单纵模且为基横模的平行光束，从而可以实现多坐标、多自由度的测量。该激光回馈干涉仪还可将所述微片激光器输出的一束光束作为参考光，从而可以准确反映待测目标的多个自由度信息，进而提高了该激光回馈干涉仪的准确性和稳定性。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的激光回馈干涉仪的结构以及光路示意图。

图2为本发明第二实施例提供的激光回馈干涉仪的结构以及光路示意图。

主要元件符号说明

激光回馈干涉仪	100，200
		微片激光器	1
分光镜	2
		第一移频器	3
第二移频器	4
		汇聚透镜	5
光电探测器	6
		电信号处理系统	7
数据采集处理系统	8
		扩散透镜	9
第一光阑	10
		第二光阑	11
参考镜	12
		第三光阑	13
待测目标	20

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明实施例提供的激光回馈干涉仪。

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种激光回馈干涉仪100，包括：一微片激光器1，一分光镜2，一第一移频器3，一第二移频器4，一汇聚透镜5，至少两个光电探测器6，一电信号处理系统7，以及一数据采集处理系统8。所述分光镜2接收所述微片激光器1所产生的激光，并将其分为两路光输出，其中一路光依次通过所述第一移频器3、第二移频器4及汇聚透镜5，另一路被所述至少两个光电探测器6接收，所述至少两个光电探测器6、电信号处理系统7以及数据采集处理系统8电连接，所述电信号处理系统7与所述第一移频器3及第二移频器4电连接。

所述微片激光器1用于同时输出至少两束单纵模且为基横膜的平行光束，该至少两束单纵模且为基横模的平行光束均作为测量光L_M。所述至少两束单纵模且为基横模的平行光束可以由一大的微片产生，也可以由多个较小的微片排列起来产生。当所述至少两束单纵模且为基横模的平行光束由多个较小的微片排列起来产生时，可以使该多个微片尽量设置在同一平面。当微片激光器1同时输出两束以上的所述平行光束时，所述平行光束的排列方式不限，可以排列成直线型、矩阵型或其他无规则形状。所谓平行光束的排列方式是指，该各个平行光束横截面的连线所形成的图形。例如，当包括三束单纵模且为基横模的平行光束时，该三束平行光束可以排列成直线型、等边三角形、等腰直角三角形或其它几何形状，优选的，该三束平行光束可以排列成等腰直角三角形；当包括四束单纵模且为基横模的平行光束时，该四束平行光束可以排列成直线型、正方形、菱形、长方形或其它几何形状，优选的，该四束平行光束可以排列成正方形。本实施例中，所述微片激光器1同时输出两束单纵模且为基横模的平行光束L_M1，L_M2。所述微片激光器1的种类不限。本实施例中，所述微片激光器1为Nd：YAG激光器，该Nd：YAG激光器输出的激光为波长为1064纳米的不可见光。

所述分光镜2设置在所述测量光L_M的射出光路上，并将每一束测量光L_M分成两路光，一路光为测量透射光L_MT，该测量透射光L_MT穿透所述分光镜2；一路光被所述分光镜2反射形成测量反射光L_MR。本实施例中，形成两路测量透射光L_MT1，L_MT2以及两路测量反射光L_MR1, L_MR2。所述分光镜2与所述测量光L_M形成一约45度夹角。

所述第一移频器3和第二移频器4依次设置在所述测量透射光L_MT的射出光路上，用于使每一测量透射光L_MT以特定的频率衍射。具体地，每一测量透射光L_MT经过所述第一移频器3后，一部分测量透射光L_MT经过一次衍射后形成一束一次衍射测量光线L_MD射出，另外一部分测量透射光L_MT未经过任何衍射直接从所述第一移频器3射出。所述未经过任何衍射直接从所述第一移频器3射出的测量透射光L_MT可以通过一第一光阑10挡掉。所述第一光阑10设置于第一移频器3和第二移频器4之间，从而可以防止未经过任何衍射直接从所述第一移频器3射出的测量透射光L_MT入射到所述第二移频器4上，减少串扰。本实施例中，形成两路一次衍射测量光线L_MD1和L_MD2。

每一束一次衍射测量光线L_MD经过所述第二移频器4后，一部分一次衍射测量光线L_MD再经过一次衍射后形成一束两次衍射测量光线L_MD’射出，另外一部分的一次衍射测量光线L_MD直接从所述第二移频器4射出。可以理解，所述两次衍射测量光线L_MD’的数量与所述微片激光器1输出的平行光束的数量相同，即，包括至少两束两次衍射测量光线L_MD’。本实施例中，形成两路两次衍射测量光线L_MD1’和L_MD2’。所述直接从所述第二移频器4射出的一次衍射测量光线L_MD可以通过一第二光阑11挡掉。所述第二光阑11设置于第二移频器4和汇聚透镜5之间，从而可以防止未经过任何衍射直接从所述第二移频器4射出的一次衍射测量光线L_MD入射到所述汇聚透镜5上，以减少串扰。每一束一次衍射测量光线L_MD的频率为

，其中，

Figure 2013101663498100002DEST_PATH_IMAGE002

为透射光L_T的频率，

为所述第一移频器3的驱动频率；每一束两次衍射测量光线L_MD’频率为

，其中，

，

为所述第二移频器4的驱动频率。所述第一移频器3的驱动频率

与第二移频器4的驱动频率

不同。所述第一移频器3与第二移频器4可以为一声光移频器。另外，所述第一光阑10和第二光阑11为可选元件。可以理解，其他可以使每一束测量透射光L_MT发生两次衍射，形成至少两束两次衍射光线的衍射模组也可以用于本发明。

所述汇聚透镜5设置在所述第二移频器4远离所述第一移频器3的一侧，用于将所述至少两束两次衍射测量光线L_MD’汇聚到一待测目标20上。具体地，尽量使所述至少两束两次衍射测量光线L_MD’从所述汇聚透镜5的中心穿过。所述至少两束两次衍射测量光线L_MD’到达该待测目标20后，被该待测目标20反射或散射，从而沿所述至少两束两次衍射测量光线L_MD’的原光路返回到所述微片激光器1中调制作为测量回馈光。当仅包括两束两次衍射测量光线L_MD’时，可以对待测目标20进行两个自由度的测量；当包括三束两次衍射测量光线L_MD’时，可以对待测目标20进行三个自由度的测量，例如，对待测目标20的偏摆、俯仰以及滚转等动作进行测量；当包括三束以上两次衍射测量光线L_MD’时，可以对待测目标20的形变进行测量。

所述至少两个光电探测器6设置在所述测量反射光L_MR的光路上。可以理解，所述至少两束两次衍射测量光线L_MD’返回到所述微片激光器1中进行调制后，可以形成至少两束测量回馈光；该至少两束测量回馈光可以沿所述测量反射光L_MR的光路分别进入到所述至少两个光电探测器6中进行光电转换。所述至少两个光电探测器6的数量与所述微片激光器1输出的平行光束的数量相同。本实施例中，包括两个光电探测器6。另外，所述至少两个光电探测器6的排列方式可以根据所述微片激光器1输出的平行光束的排列方式选择。

可以理解，在所述分光镜2以及所述至少两个光电探测器6之间可以进一步设置一扩散透镜9。所述至少两束测量回馈光可以沿所述测量反射光L_MR的光路进入到所述扩散透镜9中，从而使该至少两束测量回馈光的间距扩大，进而方便所述至少两个光电探测器6的测量。该扩散透镜9为可选元件。

所述电信号处理系统7与所述光电探测器6电连接，用来测量所述至少两束测量回馈光的相位变化量。此外，所述电信号处理系统7与所述第一移频器3以及第二移频器4电连接，并向所述第一移频器3以及第二移频器4输出驱动频率分别为

和

的驱动信号。

所述数据采集处理系统8与所述电信号处理系统7电连接，该数据采集处理系统8根据所述至少两束测量回馈光的相位变化量来获得所述待测目标20的多个自由度信息。具体地，采用外差式光回馈相位测量方法进行计算。

本实施例中的激光回馈干涉仪100可以通过以下步骤调整组装。

将所述微片激光器1固定于一底座，并调整所述微片激光器1的光束使其基本与底座平行；

将所述分光镜2插入到所述微片激光器1的光路上，并使光束与所述分光镜2形成一45度夹角；

将所述第一移频器3插入到所述分光镜2的透射光的光路上，并调整所述第一移频器3，使每一束透射光所产生的一次衍射光线的强度与未经衍射直接透过该第一移频器3的透射光的强度基本相等；

将所述第一光阑10插入到所述第一移频器3远离分光镜2的一侧，并调整第一光阑10，挡掉未经过任何衍射直接从所述第一移频器3射出的透射光（该步骤为可选步骤）；

将所述第二移频器4插入到一次衍射光线的光路上，并调整所述第二移频器4，使每一束一次衍射光线所产生的两次衍射光线的强度与未经衍射直接透过该第二移频器4的一次衍射光的强度基本相等；

将所述第二光阑11插入到所述第二移频器4远离第一移频器3的一侧，并调整第二光阑11，挡掉直接从所述第二移频器4射出的一次衍射光线（该步骤为可选步骤）；

将所述汇聚透镜5插入到两次衍射光线的光路上，并使各光束接近汇聚透镜5的中心；

将所述扩散透镜9插入到所述分光镜2的反射光的光路上（该步骤为可选步骤）；

将所述至少两个光电探测器6设置于所述扩散透镜9远离分光镜2的一侧，并分别插入到每一束反射光的光路上；以及

将所述光电探测器6、所述电信号处理系统7以及所述数据采集处理系统8电连接，并将所述电信号处理系统7分别与所述第一移频器3及第二移频器4电连接。

请参阅图2，本发明第二实施例提供一种激光回馈干涉仪200。所述激光回馈干涉仪200与本发明第一实施例中的激光回馈干涉仪100的结构基本相同，其区别在于，进一步包括一参考镜12，所述参考镜设置于所述汇聚透镜5远离第二移频器4的一侧。

所述微片激光器1与本发明第一实施例中的微片激光器1基本相同，不同之处在于，所述微片激光器1输出至少三束单纵模且为基横模的平行光束，其中，一束为参考光L_C，剩下光束为测量光L_M。所述平行光束的排列方式不限，可以排列成直线型、矩阵型或其他无规则形状。本实施例中，包括四束单纵模且为基横模的平行光束，其中，一束为参考光L_C，剩余三束为测量光L_M1，L_M2及L_M3。

所述分光镜2将每一束测量光L_M分成两路光，一路光为测量透射光L_MT，该测量透射光L_MT穿透所述分光镜2；一路光被所述分光镜2反射形成测量反射光L_MR。本实施例中，形成三束测量透射光L_MT1，L_MT2，L_MT3以及三束测量反射光L_MR1，L_MR2，L_MR3。所述分光镜2将所述参考光L_C分成两路光，一路光为参考透射光L_CT，该参考透射光L_CT穿透所述分光镜2；一路光被所述分光镜2反射形成参考反射光L_CR。

所述第一移频器3和第二移频器4依次设置在所述测量透射光L_MT及参考透射光L_CT的射出光路上，用于使测量透射光L_MT及参考透射光L_CT以特定的频率衍射。具体地，每一测量透射光L_MT经过所述第一移频器3后，一部分测量透射光L_MT经过一次衍射后形成一束一次衍射测量光线L_MD射出，另外一部分测量透射光L_MT未经过任何衍射直接从所述第一移频器3射出。本实施例中，形成三束一次衍射测量光线L_MD1，L_MD2，L_MD3。每一束一次衍射测量光线L_MD经过所述第二移频器4后，一部分一次衍射测量光线L_MD再经过一次衍射后形成一束两次衍射测量光线L_MD’射出，另外一部分一次衍射测量光线L_MD直接从所述第二移频器4射出。本实施例中，形成三束两次衍射测量光线L_MD1’，L_MD2’，L_MD3’。所述参考透射光L_CT经过所述第一移频器3后，一部分参考透射光L_CT经过一次衍射后形成一束一次衍射参考光线L_CD射出，另外一部分参考透射光L_CT未经过任何衍射直接从所述第一移频器3射出。所述一次衍射参考光线L_CD经过所述第二移频器4后，一部分一次衍射参考光线L_CD再经过一次衍射后形成一束两次衍射参考光线L_CD’射出，另外一部分的一次衍射参考光线L_CD直接从所述第二移频器4射出。所述一次衍射测量光线L_MD1，L_MD2，L_MD3和一次衍射参考光线L_CD的频率均为

；所述两次衍射测量光线L_MD1’，L_MD2’，L_MD3’和两次衍射参考光线L_CD’ 的频率均为

。

所述汇聚透镜5设置在所述第二移频器4远离第一移频器3的一侧，用于将所述两次衍射测量光线L_MD’汇聚到一待测目标20上。具体地，尽量使所述两次衍射测量光线L_MD’从所述汇聚透镜5的中心穿过。所述两次衍射测量光线L_MD’到达该待测目标20后，被该待测目标20反射，从而沿两次衍射测量光线L_MD’的原光路返回到所述微片激光器1中调制作为测量回馈光。所述两次衍射参考光线L_CD’透过所述汇聚透镜5。

所述参考镜12设置在所述汇聚透镜5远离第二移频器4的一侧，用于将透过所述汇聚透镜5的两次衍射参考光线L_CD’挡回。所述两次衍射测量光线L_MD’直接透过所述参考镜12。具体的，所述两次衍射参考光线L_CD’到达该参考镜12后通过反射沿两次衍射参考光线L_CD’的原光路返回到所述微片激光器1中调制作为参考回馈光。

进一步地，可以在所述参考镜12远离汇聚透镜5的一侧设置一第三光阑13，该第三光阑13用于将未被参考镜12挡回而透过所述参考镜12的部分两次衍射参考光线L_CD’挡掉。所述两次衍射测量光线L_MD’直接透过所述第三光阑13。所述第三光阑13为可选元件。

所述光电探测器6分别设置在所述测量反射光L_MR及参考反射光L_CR的光路上。可以理解，所述两次衍射测量光线L_MD’返回到所述微片激光器1中进行调制后，可以形成至少两束测量回馈光；该至少两束测量回馈光可以沿所述测量反射光L_MR的光路分别进入到所述至少两个光电探测器6中进行光电转换。所述两次衍射参考光线L_CD’返回到所述微片激光器1中进行调制后，可以形成一束参考回馈光；该参考回馈光可以沿所述参考反射光L_CR的光路进入到一个光电探测器6中进行光电转换。本实施例中，包括四个光电探测器6。

可以理解，在所述分光镜2以及所述光电探测器6之间可以进一步设置一扩散透镜9。所述测量回馈光以及参考回馈光可以沿所述测量反射光L_MR及参考反射光L_CR的光路进入到所述扩散透镜9中，从而使该测量回馈光以及参考回馈光的间距扩大，进而方便所述至少三个光电探测器6的测量。该扩散透镜9为可选元件。

所述电信号处理系统7与所述光电探测器6电连接，用来测量所述测量回馈光以及参考回馈光的相位变化量。

所述数据采集处理系统8与所述电信号处理系统7电连接，该数据采集处理系统8根据所述测量回馈光以及参考回馈光的相位变化量来获得所述待测目标20的多个自由度信息。

可以理解，参考回馈光的测量结果反映了仪器内部的空程误差，通过将各测量回馈光的测量结果分别减去参考回馈光的测量结果，可以准确反映待测目标20的多个自由度信息，从而提高了该激光回馈干涉仪200的准确性和稳定性。

本实施例中的激光回馈干涉仪200的调整组装方式与第一实施例中的激光回馈干涉仪100的调整组装方式基本相同，不同之处在于：进一步包括将所述参考镜12插入到所述汇聚透镜5远离第二移频器4的一侧，并调整所述参考镜12，挡回透过所述汇聚透镜5的两次衍射参考光线L_CD’。另外，还可以进一步包括将所述第三光阑13插入到所述参考镜12远离汇聚透镜5的一侧，并调整第三光阑13从而挡掉部分透过所述参考镜12的两次衍射参考光线L_CD’。

本发明实施例中所述激光回馈干涉仪具有以下优点：1）、通过一台微片激光器同时输出至少两束单纵模且为基横模的平行光束，从而可以使该激光回馈干涉仪实现对待测目标20的多轴、多自由度的测量，进而克服了单台激光回馈干涉仪不能进行多轴、多自由度测量的缺点。2）、由于该激光回馈干涉仪仅需要使用一台微片激光器，故，该激光回馈干涉仪还具有体积小，结构简单等特点。3）、该激光回馈干涉仪将所述微片激光器输出的一束光束作为参考光，从而可以准确反映待测目标20的多个自由度信息，从而提高了该激光回馈干涉仪的准确性和稳定性。4）、通过多个光阑的设置，本发明的激光回馈干涉仪可以有效挡掉未发生衍射的透射光和仅发生一次衍射的透射光，从而有利于操作。5）、本发明采用的是空间复用技术的准共路式激光回馈干涉仪，该技术可以有效避免串扰的产生。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种激光回馈干涉仪，其特征在于，包括：

一微片激光器，用于同时输出至少两束单纵模且为基横模的平行激光；

一分光镜，设置在所述激光的射出光路上，并将每一束激光分成两路光，一路光为透射光，一路光为反射光；

一衍射模组，设置在所述透射光的光路上，用于使每一束透射光均发生两次衍射，从而形成至少两束两次衍射光线；

一汇聚透镜，该汇聚透镜设置在所述至少两束两次衍射光线的输出光路上，用于将所述至少两束两次衍射光线汇聚到一待测目标上，汇聚后的所述至少两束两次衍射光线经该待测目标反射，沿该至少两束两次衍射光线的原光路返回到所述微片激光器中调制并出射形成至少两束测量回馈光；

至少两个光电探测器，设置在所述反射光的光路上，用于分别对所述至少两束测量回馈光进行光电转换；

一电信号处理系统，与所述至少两个光电探测器以及衍射模组电连接，用于测量所述至少两束测量回馈光的相位变化量；以及

一数据采集处理系统，与所述电信号处理系统电连接，用于根据所述至少两束测量回馈光的相位变化量来获得所述待测目标的至少两个自由度信息。

2.如权利要求1所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，所述至少两束平行激光排列成直线型、矩阵型或无规则形状。

3.如权利要求1所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，所述衍射模组包括：一第一移频器，该第一移频器设置在所述透射光的光路上，每一束透射光经过所述第一移频器后，一部分透射光经过一次衍射后形成一束一次衍射光线射出，另外一部分透射光未经过任何衍射直接从所述第一移频器射出；以及一第二移频器，该第二移频器设置在所述一次衍射光线的光路上，每一束一次衍射光线经过所述第二移频器后，一部分一次衍射光线再经过一次衍射后形成一束两次衍射光线射出，另外一部分一次衍射光线未经过任何衍射直接从所述第二移频器射出。

4.如权利要求3所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，进一步包括一第一光阑，该第一光阑设置于所述第一移频器和第二移频器之间，用于将所述未经过任何衍射直接从所述第一移频器射出的透射光挡掉；以及一第二光阑，该第二光阑设置于所述第二移频器和汇聚透镜之间，用于将所述未经过任何衍射直接从所述第二移频器射出的一次衍射光线挡掉。

5.如权利要求1所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，进一步包括一扩散透镜，该扩散透镜设置于所述分光镜以及所述至少两个光电探测器之间。

6.一种激光回馈干涉仪，其特征在于，包括：

一微片激光器，用于同时输出至少三束单纵模且为基横模的平行激光，其中，一束为参考光，剩下为测量光；

一衍射模组，设置在所述透射光的光路上，用于使每一束透射光均发生两次衍射，从而形成至少三束两次衍射光线；

一汇聚透镜，该汇聚透镜设置在所述第二移频器远离第一移频器的一侧，用于将测量光所形成的两次衍射光线汇聚到一待测目标上，所述测量光所形成的两次衍射光线经该待测目标反射，沿原光路返回到所述微片激光器中调制并出射形成至少两束测量回馈光；

一参考镜，该参考镜设置在所述汇聚透镜与待测目标之间，用于将参考光所形成的两次衍射光线沿原光路挡回到所述微片激光器中调制并出射形成一参考回馈光；

至少三个光电探测器，设置在所述反射光的光路上，用于分别对所述至少两束测量回馈光及参考回馈光进行光电转换；

一电信号处理系统，与所述至少三个光电探测器及衍射模组电连接，用于测量所述至少两束测量回馈光及参考回馈光的相位变化量；以及

一数据采集处理系统，与所述电信号处理系统电连接，用于根据所述至少两束测量回馈光以及参考回馈光的相位变化量来获得所述待测目标的至少两个自由度信息。

7.如权利要求6所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，所述衍射模组包括：一第一移频器，设置在所述透射光的光路上，每一束透射光经过所述第一移频器后，一部分透射光经过一次衍射后形成一束一次衍射光线射出，另外一部分透射光未经过任何衍射直接从所述第一移频器射出；以及一第二移频器，设置在所述一次衍射光线的光路上，每一束一次衍射光线经过所述第二移频器后，一部分一次衍射光线再经过一次衍射后形成一束两次衍射光线射出，另外一部分的一次衍射光线未经过任何衍射直接从所述第二移频器射出。

8.如权利要求7所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，进一步包括一第一光阑、第二光阑以及一第三光阑，该第一光阑设置于所述第一移频器和第二移频器之间，用于将所述未经过任何衍射直接从所述第一移频器射出的透射光挡掉；该第二光阑设置于所述第二移频器和汇聚透镜之间，用于将所述未经过任何衍射直接从所述第二移频器射出的一次衍射光线挡掉；该第三光阑设置于所述参考镜远离第二移频器的一侧，用于将参考光所形成的两次衍射光线挡掉。

9.如权利要求6所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，进一步包括一扩散透镜，该扩散透镜设置于所述分光镜以及所述至少三个光电探测器之间。

10.如权利要求6所述的激光回馈干涉仪，其特征在于，当包括三束单纵模且为基横模的平行激光时，该三束平行激光排列成直线型、等边三角形、等腰直角三角形；当包括四束单纵模且为基横模的平行激光时，该四束平行激光排列成直线型、正方形、菱形或长方形。