计量光栅是测量长度和角度的标准元件。由于能实现数字显示和采集,被光学测量仪器和机床广泛采用。计量光栅技术已成为一门系统的专业学科。
本文所列术语和定义,摘自国家机械行业标准JB/T 9341.1-1999《计量光栅 第1部分:术语》,个别之处,略有修改。
光栅 grating——表面具有大量按一定规律密集排列的刻槽或线纹的光学零件。
计量光栅 metrology grating ——用于测量工程的光栅。是测量长度、角度等几何量的标准元件。
栅线 grating line——光栅上的明暗线纹。如图1所示。一条暗栅线与一条相邻的明栅线构成一个线对。
栅线组 grating line group——在光栅接收窗口范围内全部栅线的集合,如图1所示。该组栅线参与莫尔条纹信号的形成.
栅距grating pitch——长光栅上,相邻两栅线中心线的间距;或圆光栅上,相邻两栅线中心线的夹角,也称角栅距。
黑白比line and space rate——相邻暗栅线和明栅线的宽度之比。
黑白幅值光栅 line and space amplitude grating——利用栅线的透光(反光)和不透光(不反光)效应进行工作的光栅。光经光栅透射或反射后,产生幅值变化,而不发生方向变化。
玻璃光栅 glass grating——在透明的玻璃基体上具有栅线的光栅。
金属光栅 metal grating——在金属基体上具有栅线的光栅。金属光栅属于反射光栅。
带状光栅 tape grating——在薄的金属带或其它介质表面具有栅线的光栅。带状光栅一般为反射光栅。最常见的是钢带光栅。
二维光栅 two coordinate grating (planar grating)——在一个平面内,相互垂直的两个方向上都有栅线的光栅。图3为二维光栅的一种形式。
镀铬光栅 chromium-plated grating——用镀铬的方法得到的栅线为铬线的光栅。
机刻光栅 ruled grating——采用刻线机,用金刚石等刻刀所刻制的光栅。
光刻光栅 engraved grating——在光栅坯料上,涂上感光膜,通过光刻头,将模板上的线纹投影在感光膜上,并使其曝光,经显影而得到的光栅。
母光栅(光栅模板) mother grating——用来复制光栅或动态光刻中用作模板的光栅。
复制光栅 replica grating——用母光栅采用接触式或接近式曝光的方法所得到的光栅。
光栅尺 grating bar,长光栅 linear grating——计量光栅中,作为长度测量标准的光栅元件。
圆光栅 rotary grating ——计量光栅中,作为角度测量标准的光栅元件。
光栅盘grating disk——一种圆光栅。呈圆盘状,其栅线位于光栅盘的平面上,如图3所示。
光栅环 grating ring——一种圆光栅。呈圆环状,其栅线位于环的外圆柱面上,如图4所示。光栅环一般采用金属作基体。
径向圆光栅(辐射形光栅) radial grating——所有栅线的延长线交于一点的圆光栅,如图5所示。
切向圆光栅 tangential grating——所有栅线的延长线切于一小圆的圆光栅,如图6所示。
扇形光栅 fan grating——圆光栅的一种,栅线位于平面上,范围小于360º,形如扇子,如图7所示。
弧形光栅 arc grating——圆光栅的一种,栅线位于圆弧面的内侧或外侧,范围小于360°,形如瓦片的一部分,一般由带状光栅粘贴而成,如图8所示。
光栅付 grating pair——两块面对面叠合的光栅,构成光栅付,如图9所示。工作时,两块光栅相对移动,形成莫尔条纹的移动。
主光栅 master grating——光栅付中,光栅尺和光栅盘(环)的统称,如图9所示。
指示光栅 index grating——光栅付中,与主光栅面对面叠合的光栅,如图9所示。
裂相指示光栅 separated-phase index grating——刻有几组栅线,各组栅距相等,但各组之间栅线位置具有一定相位差的指示光栅。图10所示为4裂相指示光栅。
裂相数number of separated-phase ——在裂相指示光栅上,具有相位差的栅线组数。其数值一般等于各组间最小相位差与之商的倒数。
单相指示光栅 single-phase index grating——裂相数等于1的指示光栅。
光栅付气隙gap of grating pair——为获得符合要求的莫尔条纹和防止摩擦,光栅付中的主光栅和指示光栅栅线面之间所应有的距离。
参考零位 reference mark——附着在主光栅上的特殊编码线纹组或元件。当其移动到与指示光栅同步移动的信号拾取装置完全对齐时,能产生光或电脉冲,此时与指示光栅对齐的主光栅位置,就是主光栅的绝对零位。图11所示为一种编码线纹式参考零位。
未完待续…………