误差自动校正实例

　　对于精度要求较高，而又无法通过巧妙的结构安排使误差得到补偿的场合，可以采取误差自动校正措施。第3章中介绍的自动调焦技术实际上就是误差自动校正的范例。现再举一例，在大规模集成电路的制版、光刻、掩模检查以及光盘技术中，都要求达到0.1 gm量级甚至更高的调焦精度。这单靠提高工艺要求和环境条件是不明智的，而且往往还做不到。实践证明，一种解决办法就是对离焦误差进行自动校正。

　　例1 图1是应用在光盘技术中的一种自动调焦方案。它采用了像散法离焦探测原理。激光束经过半透半反射镜P折向物镜L，聚焦于光盘表面后返回，通过L，、P和L；，本应成像于L，的后焦面上，然而由于在光路中插入了一块柱面镜，成像光点产生了像散。如图3所示，在a、b、c三个位置，像点的形状不同。如果按图所示a、b、c处放置一个四象限光电接收器件，并按照（1＋3）—（2＋4）的逻辑关系进行信号处理，不难理解，在a、b、c三个位置的输出信号是不同的。实际使用时，将光电接受器固定在b点位置，用它对应着物面的正确位置，此时输出信号为零。当光盘表面上产生离焦误差时，根据离焦的方向的不同，像点的形状将向a或c变化，利用光电输出信号便可实现自动调焦。

　　在精密光学计量仪器制造中已成功地实现了导轨直线度误差的自动校正。

　　例2 激光两坐标测量仪纵向工作台运动直线度的自动校正系统。如图2所示，一束激光由移相分光镜分成两路，分别射向安装在浮动工作台上的两个立体棱镜。由立体棱镜反射回来的光束，重新在移相分光镜处会合并发生干涉。由光电接收器检测干涉条纹信号。

　　当纵向工作台在前进过程中无角运动时，光电接收器检测不着干涉条纹的变化，但是只要工作台略有偏转，干涉仪两臂光程差便发生改变，光电接收器便可测出条纹的变化。经过光电转换及电信号的处理，可以驱动压电陶瓷使工作台转回原来的方位，这就达到了自动校正的目的。

　　图1 像散法离焦探测原理

　　图2  工作台运动直线度自动校正系统

　　这一校正系统使工作台移动的直线度，在静态时由4 gm减小到20.5 gm。尽管没有达到零，但已是极大地改善了运动精度。