直角棱镜新法实现三维转角精密测量

本文主要探讨了一种创新的三维转角测量技术，该方法是基于直角棱镜的设计。研究者提出了一种新的测量原理，当光线垂直照射在直角棱镜的斜边面上时，其反射光束会形成一个与偏摆和俯仰角相等的两倍角度偏差。这个设计利用了聚焦透镜和位置敏感探测器（PSD）来精确捕捉并测量这两个角度，有效地避免了由于直线度误差对测量结果的影响。 同时，透射光束经过直角棱镜的反向折射，会在纵向产生包含滚转角信息的位移。为了进一步减小误差，研究人员采用两个四象限探测器（QD）进行差分测量，这种方法消除了二维直线度误差的相互影响，实现了误差的有效分离，显著提高了测量系统的抗干扰性能。 论文通过理论建模和仿真手段，深入分析了这种测量方法的误差来源和特性，证明了方案的可行性和实用性。在设定的理想条件下，该方法可以实现高达0.2°的测角分辨率，这对于许多精密工程和仪器仪表领域具有重要意义。 关键词包括测量、三维转角、激光准直和直角棱镜，表明这项工作是在光学测量技术的范畴内，尤其针对那些对转角精度有高要求的应用，如导航系统、机器人技术、精密机械制造等。本文的研究成果对于提升这些领域的测量精度和设备稳定性具有实际价值。