激光干涉测量技术具有灵敏度高、量程大及可适应恶劣环境等优点，光波可以直接对米进行定义且容易溯源。中图仪器自研的PLR3000系列光纤激光尺基于激光干涉测量原理，是一种高精密度、高灵敏度、高效快速的先进位置检测设备，在非接触高精度测量领域具有优势，相比传统钢带尺或玻璃光栅，具有更加精确的栅距和更高的分辨率，同时其热源隔离设计，保证了更高的稳定性，同时具有安装快捷，易于准直等特点，在微电子、微机械、微光学等现代超精密加工制造、光刻技术以及航空航天等高科技领域广泛应用。

光纤激光尺组成

光纤激光尺由激光发射装置、干涉测量探头、反射镜等部分组成。

1.激光发射装置

激光发射装置内置高稳定度氦氖激光光源，稳频精度0.05ppm（可选0.02ppm）。通过铠装光纤将激光传导至干涉测量探头，实现热源与测量探头隔离。激光发射装置内置高精度信号处理系统，可直接输出用户可配置分辨率的实时RS422数字正交信号和正交模拟信号，还可通过USB-SDK进行二次开发。

2.干涉测量探头

2.1.差分干涉（DI）探头

差分干涉探头输出两束激光（参考光和测量光），分别经过固定平面反射镜和移动平面反射镜反射，实现光学四倍频，具有更高的系统分辨率和更小的非线性误差。尤其适用于测量Z轴立柱与运动平台之间的相对运动，消除因内壁热漂移和立柱振动/移动而产生的误差，是纳米级精度方案的选择。

2.2.平面镜干涉（PI）探头

平面镜干涉探头采用双光程干涉系统，配合平面反射镜，实现光学四倍频，具有更高的系统分辨率，使用双轴系统，搭配长条平面反射镜，特别适合XY平台运动控制及测量应用。提供0°、90°两种出光配置。

2.3.角锥棱镜干涉（RI）探头

角锥棱镜干涉探头，安装方便，精度高，适用于单轴线性测量或位置反馈，测量距离达10米，可定制40米，在运动定位和设备校准上应用广泛。提供0°、90°两种出光配置。

光纤激光尺技术特色

1.高精度测量：线性测量精度可达0.5ppm；

2.高激光稳频精度：激光频率稳定度达0.05ppm（可选配0.02ppm）

3.高分辨率：固有分辨率最高达10nm，可配置不同分辨率，可进一步拓展细分，实现更高分辨率。

4.高速测量：最大测量速度可达2000mm/s以上；

5.量程长：测量量程可以达到4m以上，可定制40米；

6.安装简便，易于准直：体积小巧，安装灵活，可大幅降低阿贝误差；干涉探头配置有角度调节装置，轻松实现光束准直；

7.测量光路热源隔离：激光发射装置与测量探头分离，探头无热源，可避免主机散热对测量通路的影响；

8.多通道输出：最多可同时连接三路探头，轻松实现多轴同时测量及多自由度测量；

9.输出接口多样：主机输出接口包含USB接口和位置输出接口，位置输出接口有差分TTL(RS-422/EIA-422)、正余弦信号(SinCos1Vpp) 、USB-SDK。

光纤激光尺应用验证

PLR3000 系列光纤激光尺已在多个客户端进行精度验证：用差分干涉（DI）探头对高精度纳米位移台进行闭环控制，在10mm行程内任意位置实现纳米级位置控制精度。