阐述了激光干涉测量技术是高精度位移测量的最主要方法之一,具有测量范围大、分辨率高和测量精度高等优点.然而,随着测量距离增大,各项误差也随之增大.其中,余弦误差就在大行程激光干涉测量过程中成为一项不可忽略的误差.分析了余弦误差产生的原因,并设计了一套余弦误差修正系统来消除其误差.

针对光学精密装配工艺特点,提出一种基于LVDT的三维相对位姿检测方法。采用4个对称分布的LVDT检测光学装配过程中球面镜与谐振腔体的位姿关系,根据LVDT的读数推导得出球面镜与谐振腔体的相对位姿。设计采用集成信号调理芯片AD598的LVDT处理电路作为位姿检测的控制系统,通过实验得出LVDT微位移检测的分辨率为0.1μm,重复检测精度为±0.3μm,并能较好地跟踪方波及正弦波信号。采用PID算法实现球面镜的快速位姿定位。实验结果表明：当球面镜的加工及安装误差在允许范围内时,位姿检测系统可以在25 s内完成球面镜相对于谐振腔体的位姿调整,最大距离误差为0.5μm,最大角度误差为8″,充分验证了基于LVDT相对位姿检测方法的可行性。