一种基于DVD读取头的非接触触发探头

高 伟， 陈晓怀， 李瑞君， 程真英

（合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥 230009）

一种基于DVD读取头的非接触触发探头

高 伟， 陈晓怀， 李瑞君， 程真英

（合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥 230009）

提出了一种基于DVD读取头原理的非接触光学聚焦探头，该探头由商用DVD读取头改装而成，已经完成其设计与制作。实验结果表明探头分辨率优于2 nm，测量重复性可达20 nm，目前已应用于纳米三坐标测量机上。

计量学；DVD光学读取头；非接触探头；纳米三坐标测量机

1 引 言

近年来微纳米三坐标测量机整机及其接触式探头技术得到了快速发展，许多国家和地区的研究机构都公布了自行研制的三坐标触发探头，如德国联邦物理技术研究院（PTB）［1，2］、英国国家物理实验室（NPL）［3，4］、荷兰Eindhoven大学［5，6］、台湾大学［7］、合肥工业大学［8］等。

我们采用日立公司的DVD读取头HOP-1000作为研发对象，应用于纳米三坐标测量机非接触触发探头上，并对其运作机理以及测量原理进行了应用性研究。

2 DVD激光读取头聚焦原理

DVD激光头组件中的激光二极管为读取头提供稳定的测量用激光光源；光学组件包括穿透式光栅、分光镜、1／4波片、聚焦物镜、光电传感器等。光电传感器将光信号转换为电信号，由光电传感器输出的电压信号的强弱可以判断出入射光的光强度［9］。所使用的DVD激光头的内部传感器由4片面积相同且光电形式相同的光电传感器所组成，称为四象限传感器（Quadrant detector）。

当光点打在检测器上时，光点落在各检测组件上的能量不等，因此其信号输出也不同，利用电子线路比较各检测组件的输出，就可获知光点位置差。……