TWI641805B - Laser interference calibrator - Google Patents

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Abstract

一種雷射干涉校準儀，適用於測量一物件沿X軸、Y軸與Z軸的移動量，以及繞該X軸、Y軸與Z軸之轉動量。該雷射干涉校準儀包含一光源單元、一分光單元、一透射反射件、一第一角隅稜鏡、一第二角隅稜鏡，以及兩個檢測裝置。其中，該分光單元用於將該光源單元發出的光分光而形成一第一檢測光與一第二檢測光。所述兩個檢測裝置能由該第一檢測光與第二檢測光，偵測該物件沿X軸、Y軸與Z軸的移動量，以及該物件繞X軸、Y軸與Z軸的轉動量。本發明以單一的系統架構一次實現三軸的移動與轉動等六個自由度之測量，元件精簡、使用便利且實用。

Description

雷射干涉校準儀
本發明是有關於一種雷射干涉校準儀，特別是指一種用於測量物件移動距離與轉動幅度的雷射干涉校準儀。
利用雷射偵測物件移動距離，為一種非接觸式測量，此種測量方式不會影響被測物件之表面，而且具有測量範圍廣、測量快速、精度高等優點，因此其應用相當普及。例如，雷射測量在精密工業應用上，可用於測量一工具機中的移動物件的移動距離，以確保該移動物件的移動幅度準確，才能進行精密加工。而目前採用雷射裝置雖然可測量物件於X軸、Y軸與Z軸方向上的移動距離，但另一方面，對於會進行轉動的物件同樣有檢測需求。因此，開發一種利用單一設備，就可以對物件在立體空間中的移動與轉動進行檢測的裝置，為相當重要的課題。
因此，本發明之目的，即在提供一種能進行移動與轉動共六個自由度之檢測的雷射干涉校準儀。
於是，本發明雷射干涉校準儀，適用於測量一物件沿相互垂直之一X軸、一Y軸與一Z軸的移動量，以及繞該X軸、Y軸與Z軸之轉動量，該雷射干涉校準儀包含一個光源單元、一個分光單元、一個透射反射件、一個第一角隅稜鏡、一個第一檢測裝置、一個第二角隅稜鏡，以及一個第二檢測裝置。
該分光單元位於該光源單元下游，用於將該光源單元發出的光分光而形成一第一檢測光與一第二檢測光。該透射反射件位於該分光單元下游，並能供該第一檢測光通過。該第一角隅稜鏡適用於結合在該物件上，並位於該透射反射件下游，該第一角隅稜鏡用於將通過該透射反射件而來的該第一檢測光反射回該透射反射件。
該第一檢測裝置位於該透射反射件相反於該第一角隅稜鏡的一側，用於接收該第一檢測光發出後經由該第一角隅稜鏡反射的光，並包括一個用於偵測該物件沿該X軸的移動量的第一檢測單元，以及一個用於偵測該物件沿該Y軸與沿該Z軸的移動量的第二檢測單元。該第二角隅稜鏡適用於結合在該物件上，並用於將該第二檢測光反射。該第二檢測裝置用於接收該第二檢測光發出後被反射的光，並包括一個用於偵測該物件繞該Y軸與繞該Z軸的轉動量的第三檢測單元，以及一個用於偵測該物件沿該Y軸與沿該Z軸的移動量的第四檢測單元，且該第四檢測單元與該第二檢測單元所測到的沿該Z軸的移動量可以進行比較分析，以得到該物件繞該X軸的轉動量。
本發明之功效在於：透過該分光單元將光源單元的光分成第一檢測光與第二檢測光，再搭配第一角隅稜鏡、第二角隅稜鏡、第一檢測裝置與第二檢測裝置等結構，此種共光程的結構配置，以單一的系統架構就一次實現三軸的移動與轉動等六個自由度之測量，元件精簡、使用便利且實用。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明雷射干涉校準儀之一第一實施例，適用於測量一物件10沿相互垂直之一X軸、一Y軸與一Z軸的移動量，以及繞該X軸、Y軸與Z軸之轉動量。在本發明的系統架構中，光軸延伸方向平行該X軸，X軸方向為光線初始行進方向並且平行前後方向，Y軸方向平行左右方向，Z軸方向為進入紙面的方向，並且平行上下方向。該雷射干涉校準儀包含一光源單元1、一分光單元2、一透射反射件3、一第一角隅稜鏡 (Corner Cube Retro-reflector) 4、一個八分之一波片5、一第一檢測裝置6、一個第二角隅稜鏡7，以及一第二檢測裝置8。
該光源單元1包括一光源11，以及一光隔離器 (Isolator) 12。該光源11例如一氦氖雷射(He-Ne Laser)發射器，其發出的光為線偏振光，並可沿該X軸前進而通過該光隔離器12。該光隔離器12用於防止逆回的光干擾該光源11。
該分光單元2位於該光源單元1下游，用於將該光源單元1發出的光分光而形成一第一檢測光13與一第二檢測光14。本第一實施例的分光單元2包括一個第一分光鏡 (Beam Splitter) 21，光源11的光通過該第一分光鏡21後，該第一檢測光13沿著光軸，也就是平行該X軸的方向繼續前進並通過該透射反射件3。該第二檢測光14沿該Y軸朝該第二檢測裝置8行進。
該透射反射件3位於該分光單元2下游，並包括一個位於該分光單元2與該第一角隅稜鏡4間且大致直立的玻璃基板31，以及一個形成於該玻璃基板31之朝向該第一角隅稜鏡4的表面上的反射膜32，可將部分光線反射回到該第一分光鏡21。
該第一角隅稜鏡4適用於結合在該物件10上，進而隨著該物件10移動或轉動，因此偵測該第一角隅稜鏡4反射的光，可檢測出該物件10的移動量或轉動量。該第一角隅稜鏡4位於該透射反射件3下游，並可將通過該透射反射件3而來的該第一檢測光13反射回該透射反射件3。該第一角隅稜鏡4與該透射反射件3間的空間構成一共振腔，使該第一檢測光13的部分光線在該第一角隅稜鏡4、該八分之一波片5與該透射反射件3間來回反射與穿透並形成干涉條紋，且部分干涉光最後再沿原路徑通過該八分之一波片5與該透射反射件3而射向該第一分光鏡21。該第一角隅稜鏡4具有數個反射面，由於角隅稜鏡為已知結構，且非本發明之改良重點，故不再說明。藉由第一角隅稜鏡4的該等反射面的設置方式，可使入射光與反射光互相平行，因此，當該第一角隅稜鏡4隨著該物件10進行移動時，即使產生傾角誤差而造成該透射反射件3、該八分之一波片5與該第一角隅稜鏡4間不再呈平行的狀態時，也不會影響干涉條紋的清晰度。
該八分之一波片5設置於該透射反射件3與該第一角隅稜鏡4間，可供在該透射反射件3與第一角隅稜鏡4間多次來回反射、透射的光穿過。且該八分之一波片5具有相位延遲的功能，能使在該第一角隅稜鏡4與該透射反射件3來回反射的光形成多道相位差為90度的光，並且因干涉作用形成干涉光。
該第一檢測裝置6位於該透射反射件3相反於該第一角隅稜鏡4的一側，用於偵測經由該第一角隅稜鏡4反射回來的光，並包括一個用於偵測該物件10沿該X軸的移動量的第一檢測單元61，以及一個用於偵測該物件10沿該Y軸與沿該Z軸的移動量的第二檢測單元62。具體而言，本第一實施例的第一檢測單元61包括一個偏振分光鏡 (Polarizing Beam Splitter) 611，以及二個光電感測器612(Photo Detector)。該第一檢測光13穿過該透射反射件3、該八分之一波片5，並折射進入該第一角隅稜鏡4內部後再受到該第一角隅稜鏡4反射出來後，部分光線會穿透該透射反射件3而進入該第二檢測單元62，部分光線則受到該透射反射件3反射，進而沿原來的光路再度射向第一角隅稜鏡4，並通過該八分之一波片5而抵達該透射反射件3，因此部分光線在該透射反射件3與該第一角隅稜鏡4間多次進行反射、穿透。該第一分光鏡21可將經由該第一角隅稜鏡4沿原路徑反射回來且通過該八分之一波片5、該透射反射件3的干涉光反射至該偏振分光鏡611，該偏振分光鏡611再將干涉光分離成偏振態相互垂直的兩道光，該等光電感測器612分別接收該兩道光並分別產生一訊號，該等光電感測器612產生的訊號可被一圖未示的中控處理單元進行處理分析，透過分析正交的所述兩道干涉光而得到該物件10沿該X軸的移動量。具體而言，所述正交的干涉光可形成二維封閉曲線之李沙育(Lissajous Figures)圖形，李沙育圖即為一週期的位移量，並根據此一週期數可得沿X軸的移動量。
該第一檢測光13在該穿透反射件3、該八分之一波片5及該第一角隅稜鏡4間多次反射與穿透，部分光線受到該第一角隅稜鏡4反射後，最後會直接穿過該透射反射件3而射向該第二檢測單元62。因此，本第一實施例的第一檢測光13最後可分成兩部分，如前文所述，一部分由第一檢測單元61接收與量測，另一部分由第二檢測單元62接收與量測，為一種共光程的架構，非常創新且實用。
該第二檢測單元62用於接收所述在該穿透反射件3、該八分之一波片5及該第一角隅稜鏡4間多次反射與穿透，最後被該第一角隅稜鏡4反射後，通過該透射反射件3的光，以偵測該物件10沿該Y軸與沿該Z軸的移動量。當該物件10沿該Y軸或Z軸移動距離為d時，偵測該第一角隅稜鏡4反射的光路變化，會得到2d的移動距離，因此將偵測得到的移動距離除以2即為該物件10的實際移動距離，此種設計使靈敏度提高為2倍，可提升測量精準度。具體而言，該第二檢測單元62包含一個四象限光電二極體(Quadrant Detector, 簡稱QD)、一個位置靈敏感測器 (Position Sensing Detector, 簡稱PSD)、一個感光耦合元件(CCD)、一個CMOS感光元件，或者一個電荷注入元件(Charge Injection Device, 簡稱CID)。
該第二角隅稜鏡7適用於結合在該物件10上，可隨著該物件10移動或轉動，並用於將該第二檢測光14反射。該第二角隅稜鏡7包括數個反射面，第二角隅稜鏡7為已知結構，故不再說明。
該第二檢測裝置8用於偵測該第二檢測光14發出後經由該第二角隅稜鏡7反射後的光，並包括一個用於偵測該物件10繞該Y軸與繞該Z軸的轉動量的第三檢測單元81，以及一個用於偵測該物件10沿該Y軸與沿該Z軸的移動量的第四檢測單元82。
具體而言，該第三檢測單元81包括一個第二分光鏡811、一個用於供該第二檢測光14通過的偏振分光鏡812、一個適用於結合在該物件10上的第一反射鏡813、一個位於該偏振分光鏡812與該第一反射鏡813間並具有相位延遲功能的四分之一波片814、一個設置於該偏振分光鏡812一側的位置靈敏感測器815，以及一個位於該偏振分光鏡812與該位置靈敏感測器815間的聚光透鏡816。其中，由於該第一反射鏡813與該第二角隅稜鏡7皆與該物件10結合，因此偵測該第一反射鏡813或該第二角隅稜鏡7反射的光，可檢測出該物件10的移動量或轉動量。
該第二檢測光14通過該第一分光鏡21後，沿該Y軸射向該第二分光鏡811，再朝該偏振分光鏡812反射，第二檢測光14沿該X軸通過該偏振分光鏡812與該四分之一波片814後射向該第一反射鏡813，由於該第一反射鏡813為一種半穿透半反射鏡，因此部分光線可被該第一反射鏡813反射，部分光線穿透該第一反射鏡813而射向該第二角隅稜鏡7。被該第一反射鏡813反射的光再度通過該四分之一波片814，該四分之一波片814可以改變光的偏振狀態，以防止光經由偏振分光鏡812透射回到第二分光鏡811、第一分光鏡21而影響位移的量測結果。接著通過該四分之一波片814的光受到該偏振分光鏡812反射，而該位置靈敏感測器815位於該聚光透鏡816的焦平面上，並接收該偏振分光鏡812反射而來的光，利用視準儀原理，偵測該物件10繞該Y軸與繞該Z軸的轉動量。當該物件10繞該Y軸或Z軸轉動角度為w時，偵測該第一反射鏡813反射的光路變化，會得到2w的角度變化，因此將偵測得到的角度除以2即為該物件10的實際轉動角度，此種設計使靈敏度提高為2倍，可提升測量精準度。
該第四檢測單元82用於接收通過該偏振分光鏡812、該四分之一波片814與該第一反射鏡813後，被該第二角隅稜鏡7反射而來的光，以偵測該物件10沿該Y軸與沿該Z軸的移動量。經由第一反射鏡813多次反射與透射的光，最後有一部分被第二角隅稜鏡7反射的光，進入該第四檢測單元82。具體而言，該第四檢測單元82包含一個四象限光電二極體、 一個位置靈敏感測器、一個感光耦合元件(CCD)、一個 CMOS感光元件，或者一個電荷注入元件(CID)。該第四檢測單元82與該第二檢測單元62所測到沿該Z軸的移動量可以進行比較分析，以得到該物件10繞該X軸的轉動量，而且將第四檢測單元82與該第二檢測單元62所檢測出的Y軸移動量進行平均，可以提高檢測出的X軸轉動量的準確性。例如，若第四檢測單元82與第二檢測單元62測量到物件10沿Z軸的移動量皆為0，或者雖不為0但移動距離與方向皆相同時，表示物件10沒有繞X軸轉動，但是當第四檢測單元82與第二檢測單元62測量到物件10沿Z軸的移動量不同時，表示物件10上的不同部位沿Z軸的移動量不同，如此自然會產生繞該X軸之轉動，因此藉此能分析得到繞該X軸的轉動量。
綜上所述，本發明透過該分光單元2將光源單元1的光分成第一檢測光13與第二檢測光14，再搭配第一角隅稜鏡4、第二角隅稜鏡7、第一檢測裝置6與第二檢測裝置8等結構，此種共光程的結構配置，以單一的系統架構就一次實現三軸的移動與轉動等六個自由度之測量，元件精簡、使用便利且實用。
參閱圖2，本發明雷射干涉校準儀之一第二實施例，與該第一實施例的結構大致相同，不同處在於，本第二實施例的分光單元2還包括一個沿該Y軸而與該第一分光鏡21左右排列的第三分光鏡22。其中，該第一分光鏡21用於將該光源單元1入射而來的光分成兩道，其中一道稱為一第一分光131並沿該X軸前進，該第一分光131通過該透射反射件3與該八分之一波片5後射向該第一角隅稜鏡4，該第一檢測單元61檢測的是該第一分光131所形成的干涉光，此部分的偵測原理與該第一實施例相同。該第一分光鏡21分出的另一道光沿該Y軸射向該第三分光鏡22，該第三分光鏡22將光分成一道沿該X軸前進的第二分光132，以及沿該Y軸前進的該第二檢測光14。其中該第二分光132沿該X軸前進時，未通過該透射反射件3與該八分之一波片5，而是直接射向該第一角隅稜鏡4，並且被該第一角隅稜鏡4朝該第二檢測單元62反射。該第二檢測單元62用於接收被該第一角隅稜鏡4反射而來的該第二分光132，以偵測該物件10沿該Y軸與沿該Z軸的移動量。至於該第二檢測光14的行進路徑以及被偵測的方式，皆與該第一實施例相同。
因此，本第二實施例的第一檢測光13，包括受到該透射反射件3與該八分之一波片5進行干涉的該第一分光131，以及未受到干涉作用的該第二分光132。本第二實施例與該第一實施例主要的不同在於該第二檢測單元62所接收的光來源，但同樣能達到與該第一實施例相同的功效。
參閱圖3，本發明雷射干涉校準儀之一第三實施例，與該第一實施例的結構大致相同，不同處在於，本第三實施例的第一檢測單元61與第二檢測單元62的部分元件共用，且互相配合以檢測該物件10沿該X軸、Y軸與Z軸的移動量。其中，該第一檢測單元61包括該偏振分光鏡611，以及一個光電感測器612。該第二檢測單元62包含一個四象限光電二極體、一個位置靈敏感測器、一個感光耦合元件(CCD)、一個CMOS感光元件，或者一個電荷注入元件(CID)，且該第二檢測單元62與該光電感測器612以該偏振分光鏡611為中心而呈直角設置。該偏振分光鏡611可將經由該第一角隅稜鏡4反射回來且通過該透射反射件3的干涉光分離成兩道偏振狀態互相垂直的干涉光，該光電感測器612與該第二檢測單元62分別接收該兩道光並分別產生一訊號。其中，將該第二檢測單元62產生的訊號進行處理、分析後，可得到該物件10沿該Y軸與Z軸的移動量。而該光電感測器612與該第二檢測單元62兩者的訊號處理分析後，透過分析正交的兩道干涉光可得到該物件10沿該X軸的移動量。因此，本第三實施例是一種將該第一檢測單元61與第二檢測單元62的檢測功能整合在一起的系統架構，元件更精簡、測量方便。
參閱圖4、5，本發明雷射干涉校準儀之一第四實施例，與該第一實施例的結構大致相同，不同處在於，本第四實施例的分光單元2還包括一個位於該光隔離器12與該第一分光鏡21間的第四分光鏡23、一個位於該第四分光鏡23上方的第二反射鏡24，以及一個位於該第二反射鏡24前方的第三反射鏡25。該雷射干涉校準儀還包含一個位於該第二角隅稜鏡7上方的第三角隅稜鏡91，以及一個輔助檢測件92。該第三角隅稜鏡91適用於結合在該物件10上，進而隨著該物件10移動或轉動。該輔助檢測件92可以為一個四象限光電二極體、一個位置靈敏感測器、一個感光耦合元件(CCD)、一個CMOS感光元件，或者一個電荷注入元件(CID)。
本第四實施例之光源11的部分光可被該第四分光鏡23朝該Z軸反射(稱為一第三檢測光15)，部分光沿該X軸穿過該第四分光鏡23並射向該第一分光鏡21，射向該第一分光鏡21的光同樣可被分為該第一檢測光13與第二檢測光14，後續的光路與檢測原理皆與該第一實施例相同，不再贅述。而被該第四分光鏡23分出的該第三檢測光15射向該第二反射鏡24，接著被該第二反射鏡24、第三反射鏡25反射而射向該第三角隅稜鏡91，該第三角隅稜鏡91再將光朝該第三反射鏡25反射，最後該第三反射鏡25將光朝該輔助檢測件92反射。該輔助檢測件92接收被反射而來的該第三檢測光15並予以分析，主要是檢測該物件10在水平面上的移動。該輔助檢測件92檢測到的結果可以與該第二檢測單元62、第四檢測單元82的檢測結果進行比較分析，如此可以更精準地計算出物件10繞該X軸的轉動量(轉動角度)，以及轉動的圓心位置。
簡言之，本第四實施例藉由增加設置該第三角隅稜鏡91，因此必須額外增加光路來射向該第三角隅稜鏡91。本第四實施例共有三個所述角隅稜鏡4、7、91相配合，可進一步提升物件10繞該X軸的轉動量之檢測精確度。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10‧‧‧物件
1‧‧‧光源單元
11‧‧‧光源
12‧‧‧光隔離器
13‧‧‧第一檢測光
131‧‧‧第一分光
132‧‧‧第二分光
14‧‧‧第二檢測光
15‧‧‧第三檢測光
2‧‧‧分光單元
21‧‧‧第一分光鏡
22‧‧‧第三分光鏡
23‧‧‧第四分光鏡
24‧‧‧第二反射鏡
25‧‧‧第三反射鏡
3‧‧‧透射反射件
31‧‧‧玻璃基板
32‧‧‧反射膜
4‧‧‧第一角隅稜鏡
5‧‧‧八分之一波片
6‧‧‧第一檢測裝置
61‧‧‧第一檢測單元
611‧‧‧偏振分光鏡
612‧‧‧光電感測器
62‧‧‧第二檢測單元
7‧‧‧第二角隅稜鏡
8‧‧‧第二檢測裝置
81‧‧‧第三檢測單元
811‧‧‧第二分光鏡
812‧‧‧偏振分光鏡
813‧‧‧第一反射鏡
814‧‧‧四分之一波片
815‧‧‧位置靈敏感測器
816‧‧‧聚光透鏡
82‧‧‧第四檢測單元
91‧‧‧第三角隅稜鏡
92‧‧‧輔助檢測件
X‧‧‧X軸
Y‧‧‧Y軸
Z‧‧‧Z軸
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明雷射干涉校準儀的一第一實施例的俯視示意圖； 圖2是本發明雷射干涉校準儀的一第二實施例的俯視示意圖； 圖3是本發明雷射干涉校準儀的一第三實施例的俯視示意圖； 圖4是本發明雷射干涉校準儀的一第四實施例的立體示意圖；及 圖5是該第四實施例的側視示意圖。

Claims (11)

  1. 一種雷射干涉校準儀，適用於測量一物件沿相互垂直之一X軸、一Y軸與一Z軸的移動量，以及繞該X軸、Y軸與Z軸之轉動量，該雷射干涉校準儀包含： 一個光源單元； 一個分光單元，位於該光源單元下游，用於將該光源單元發出的光分光而形成一第一檢測光與一第二檢測光； 一個透射反射件，位於該分光單元下游，並能供該第一檢測光通過； 一個第一角隅稜鏡，適用於結合在該物件上，並位於該透射反射件下游，該第一角隅稜鏡用於將通過該透射反射件而來的該第一檢測光反射回該透射反射件； 一個第一檢測裝置，位於該透射反射件相反於該第一角隅稜鏡的一側，用於接收該第一檢測光發出後經由該第一角隅稜鏡反射的光，並包括一個用於偵測該物件沿該X軸的移動量的第一檢測單元，以及一個用於偵測該物件沿該Y軸與沿該Z軸的移動量的第二檢測單元； 一個第二角隅稜鏡，適用於結合在該物件上，並用於將該第二檢測光反射；及 一個第二檢測裝置，用於接收該第二檢測光發出後被反射的光，並包括一個用於偵測該物件繞該Y軸與繞該Z軸的轉動量的第三檢測單元，以及一個用於偵測該物件沿該Y軸與沿該Z軸的移動量的第四檢測單元，且該第四檢測單元與該第二檢測單元所測到的沿該Z軸的移動量可以進行比較分析，以得到該物件繞該X軸的轉動量。
  2. 如請求項1所述的雷射干涉校準儀，還包含一設置於該透射反射件與該第一角隅稜鏡間的八分之一波片，該八分之一波片能使該第一檢測光產生多道相位差為90度的光並且干涉形成干涉光，該第一檢測單元包括一個偏振分光鏡，以及二個光電感測器，該偏振分光鏡可將經由該第一角隅稜鏡沿原路徑反射回來且通過該八分之一波片、該透射反射件的干涉光分離成偏振態相互垂直的兩道光，該等光電感測器分別接收該兩道光並分別產生一訊號，該等光電感測器產生的訊號可被處理分析而得到該物件沿該X軸的移動量。
  3. 如請求項2所述的雷射干涉校準儀，其中，該第二檢測單元用於接收在該穿透反射件、該八分之一波片及該第一角隅稜鏡間多次反射與穿透，最後被該第一角隅稜鏡反射後且通過該透射反射件而來的光，以偵測該物件沿該Y軸與沿該Z軸的移動量。
  4. 如請求項2所述的雷射干涉校準儀，其中，該第一檢測光包括一第一分光與一第二分光，該第一分光通過該透射反射件與該八分之一波片後射向該第一角隅稜鏡，該第一檢測單元檢測的是該第一分光所形成的干涉光，該第二分光未通過該透射反射件與該八分之一波片，而是直接射向該第一角隅稜鏡，該第二檢測單元用於接收被該第一角隅稜鏡反射的該第二分光，以偵測該物件沿該Y軸與沿該Z軸的移動量。
  5. 如請求項3或4所述的雷射干涉校準儀，其中，該第二檢測單元包含一個四象限光電二極體、一個位置靈敏感測器、一個感光耦合元件、一個CMOS感光元件，或者一個電荷注入元件。
  6. 如請求項1所述的雷射干涉校準儀，還包含一設置於該透射反射件與該第一角隅稜鏡間的八分之一波片，該八分之一波片能使該第一檢測光產生多道相位差為90度的光並且干涉形成干涉光，該第一檢測單元包括一個偏振分光鏡，以及一個光電感測器，該第二檢測單元包含一個四象限光電二極體、一個位置靈敏感測器、一個感光耦合元件、一個CMOS感光元件，或者一個電荷注入元件，該偏振分光鏡可將經由該第一角隅稜鏡沿原路徑反射回來且通過該透射反射件的干涉光分離成偏振態相互垂直的兩道光，該第一檢測單元的該光電感測器與該第二檢測單元分別接收該兩道光並分別產生一訊號，該等訊號可被處理分析而得到該物件沿該X軸、Y軸與Z軸的移動量。
  7. 如請求項1所述的雷射干涉校準儀，其中，該第三檢測單元包括一個用於供該第二檢測光通過的偏振分光鏡、一個適用於結合在該物件上的第一反射鏡、一個位於該偏振分光鏡與該第一反射鏡間的四分之一波片，以及一個設置於該偏振分光鏡一側的位置靈敏感測器，該第二檢測光通過該偏振分光鏡與該四分之一波片後被該第一反射鏡反射，反射的光再通過該四分之一波片接著受到該偏振分光鏡反射，該位置靈敏感測器接收該偏振分光鏡反射而來的光，以偵測該物件繞該Y軸與繞該Z軸的轉動量。
  8. 如請求項7所述的雷射干涉校準儀，其中，該第四檢測單元用於接收通過該偏振分光鏡、該四分之一波片與該第一反射鏡後，被該第二角隅稜鏡反射而來的光，以偵測該物件沿該Y軸與沿該Z軸的移動量。
  9. 如請求項8所述的雷射干涉校準儀，其中，該第四檢測單元包含一個四象限光電二極體、一個位置靈敏感測器、一個感光耦合元件、一個CMOS感光元件，或者一個電荷注入元件。
  10. 如請求項1所述的雷射干涉校準儀，其中，該透射反射件包括一個位於該分光單元與該第一角隅稜鏡間的玻璃基板，以及一個形成於該玻璃基板之朝向該第一角隅稜鏡的表面上的反射膜。
  11. 如請求項1所述的雷射干涉校準儀，其中，該分光單元還將該光源單元發出的光分出一第三檢測光，該雷射干涉校準儀還包含一個適用於結合在該物件上並用於反射該第三檢測光的第三角隅稜鏡，以及一個用於接收該第三角隅稜鏡反射而來的光的輔助檢測件，該輔助檢測件檢測到的結果用於與該第二檢測單元及該第四檢測單元的檢測結果進行比較分析，以得到該物件繞該X軸轉動的圓心位置。
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