Face aux besoins de mesures à haute précision des déplacements nanométriques et des angles microradianes de la position et de l'orientation des composants optiques dans des domaines tels que les machines de photolithographie, l'assemblage de précision et les systèmes optiques spatiaux, ainsi qu'aux insuffisances des méthodes existantes pour réaliser des mesures intégrées et synchronisées à multi-degrés de liberté, cet article propose et valide un système de mesure basé sur une interférométrie laser différentielle multi-canaux. En construisant une configuration de sept interféromètres et un modèle mathématique unifié, il permet le calcul simultané de la position six degrés de liberté des composants optiques incluant les informations de déplacement et d'angle. Les simulations montrent que, dans des conditions idéales, l'erreur quadratique moyenne (RMS) de la mesure de translation dans les directions X, Y, Z est meilleure que 3.384 nm, et l'erreur de mesure angulaire est meilleure que 4.616 μrad. Lors de la validation expérimentale dans un environnement statique, la stabilité RMS du déplacement et de l'angle atteint respectivement 7 nm et 16.4 μrad ; pour évaluer la réponse du système aux variations de déplacement microscopiques, des entrées de déplacement en marche par paliers submicroniques ont été appliquées via une platine motorisée, et l'analyse statistique des sorties du système montre une bonne répétabilité et stabilité des mesures de déplacement dans les zones stables avant et après le palier, avec une fluctuation RMS maintenue au niveau nanométrique. De plus, pour des entrées d'angle en palier de -300 μrad et -500 μrad, les coefficients de corrélation linéaire entre la sortie du système et les valeurs de référence de l'autocollimateur sont respectivement de 0.984 et 0.937, avec un RMS des résidus contrôlé en deçà de 44 μrad. Ce système est compact, robuste aux interférences et hautement linéaire, ce qui le rend adapté à la surveillance en temps réel de la position dans les scénarios de haute précision mentionnés. Des études futures porteront sur la calibration des erreurs de couplage multi-degrés de liberté et l'adaptation aux environnements dynamiques afin d'améliorer davantage la praticité et la fiabilité du système.

assemblage de précision;mesure haute précision;mesure de position six degrés de liberté;interférométrie laser différentielle multi-canaux