研究目的
开发一种稳健的激光测量系统（LMS），用于同步测量直线平台五自由度（五-DOF）误差运动，集成激光束漂移、光斑变化、探测器灵敏度变化及双光束非平行性的误差补偿功能，并消除五自由度误差运动间的串扰误差。
研究成果
所设计的LMS和修正后的测量模型展现出良好的测量精度与重复性，能够同步测量直线平台的五自由度误差运动，其中直线度误差残差小于±1.5微米，角度误差残差小于±1.8角秒。该系统在非环境控制的开放实验室环境中具有精密测量潜力。
研究不足
该研究承认系统误差（包括光学元件的制造和安装误差）对串扰误差的影响。测量精度还受到所设计测量系统的稳定性以及光电处理电路电子噪声的影响。
1：实验设计与方法选择：
该激光测量系统（LMS）旨在测量直线平台的五自由度误差运动，并整合了针对各类测量误差源的补偿机制。该方法采用激光二极管、四象限光电探测器（QPD）和自准直仪组来检测并补偿误差。
2：样本选择与数据来源：
构建了实验室自制的LMS原型机，并在行程超过1.2米的直线平台上进行测试。
3：2米的直线平台上进行测试。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：该系统包含激光二极管（DA635，中国寰新）、四象限光电探测器（QP50-6-TO8和QP5.8-6-TO5，德国First Sensor）、压电陶瓷促动器（AL1.65×1.65×5D-4F，日本NEC TOKIN电子）以及角镜支架（GCM080205M，中国东华测试）。
4：8-6-TO5，德国First Sensor）、压电陶瓷促动器（AL65×65×5D-4F，日本NEC TOKIN电子）以及角镜支架（GCM080205M，中国东华测试）。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：通过商用测量仪器对LMS进行校准，并通过与直线平台误差运动的对比实验验证其性能。
5：数据分析方法：
分析了测量精度与重复性，并采用改进的测量模型补偿串扰误差。
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Laser Diode
DA635
Huanic
Emit a collimated laser beam for measurement
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Quadrant Photodetector
QP50-6-TO8
First Sensor
Detect straightness errors and roll error
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Quadrant Photodetector
QP5.8-6-TO5
First Sensor
Detect pitch and yaw errors and beam drifted angular errors
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PZT
AL1.65 × 1.65 × 5D-4F
NEC TOKIN Electronic
Rotate the angle of mirror to compensate beam drifted angular errors
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Angle Mirror Mount
GCM080205M
DHT Co.
Adjust the direction of laser beam
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