В связи с необходимостью высокоточного измерения нанометровых перемещений и микродуговых угловых величин положения оптических компонентов в таких областях, как литографические машины, прецизионная сборка и космические оптические системы, а также с недостатками существующих методов в реализации синхронных мультиосных интегрированных измерений, в данной статье предложена и подтверждена измерительная система, основанная на многоканальной дифференциальной лазерной интерферометрии. Через построение схемы из семи интерферометров и единой математической модели достигнута синхронная обработка шести степеней свободы положения оптических компонентов, включая информацию о перемещении и повороте. Моделирование показало, что в идеальных условиях среднеквадратичная ошибка измерения перемещения в направлениях X, Y, Z составляет менее 3.384 нм, а ошибка измерения угла — менее 4.616 мкрад. В экспериментальной верификации в статической среде RMS стабильности перемещения и угла составили соответственно 7 нм и 16.4 мкрад; для изучения реакции системы на микроперемещения посредством ступенчатых сдвигов субмикронного уровня, вызванных приводной платформой, статистический анализ вывода системы показал хорошую повторяемость и стабильность выходных данных перемещений в пределах стабильных промежутков до и после ступенчатого входа с RMS колебаниями на уровне нанометров. Кроме того, при ступенчатом входе углового сдвига -300 мкрад и -500 мкрад коэффициенты линейной корреляции между выходом системы и справочным значением автоколлиматора составили 0.984 и 0.937 соответственно, при этом RMS остаточных ошибок контролировался в пределах 44 мкрад. Данная система компактна, обладает высокой помехоустойчивостью и линейностью, что делает ее пригодной для реального времени мониторинга положения в указанных высокоточных сценариях. В будущем планируется проведение калибровки ошибок взаимодействия степеней свободы и исследования адаптивности к динамическим условиям для дальнейшего повышения практичности и надежности системы.

прецизионная сборка;высокоточное измерение;измерение положения с шестью степенями свободы;многоканальная дифференциальная лазерная интерферометрия