陆惠宗
海宁科海光电科技有限公司
精密光学位移传感器有着广泛的工业用途，随着现代加工精度的不断提高，接触式位移传感器由于检测精度，检测速度，及检测环境等的因素限制了其在一些方面的应用，而光学精密位移传感器由于其优越的测量精度，高速响应特性，及非接触特性，可在许多领域取代接触式位移传感器的应用。
本文介绍一种基于激光聚焦偏移方法的高精度位移传感器及其在测量微小位移方面的应用。
图一为该传感器的简单光路图：
图一， 光学位移传感器光路图
由准直激光发出的光束经一个分光棱镜后进入一个汇聚透镜，由于入射光束相对于汇聚镜有一个横向偏移（图中偏上方向），汇聚后的激光束经焦面反射后从光轴的另一侧进入系统，再经分光棱镜后，由成像镜将聚焦光斑成像到一个象限探测器上。聚焦面相对于光学系统沿光轴方向的微小位移，使象限探测器上的光斑产生一个上下方向的移动，测量该移动量，即可测得聚焦面的微小移动。
图二是该传感器对一个移动面的测量结果，该移动面有一个高精度PZT驱动器控制。
图二， 位移量，横坐标为PZT读数
图三为该位移传感器的实样图片。
该位移传感器的测量精度可达10nm，灵敏度达1nm，具有非常好的短期和长期稳定性。适合于测量转子、转轴在高速旋转时的径向跳动，也可测量表面轮廓，薄板厚度等。