随着科技的不断进步,光电式角位移传感器凭借其高精度、结构小巧、稳定性高等优点被广泛用于各种高精密设备中,被认为最具市场潜力的传感器,而此类传感器在扫描振镜上的运用并不是很多,目前市面上用在扫描振镜上的角度传感器多为一些电位器、编码器等,这使得其测量方法有限、结构集成大小受限。针对上述问题,本文设计了一款用于扫描振镜转角测量的衍射式光电角位移传感器,利用反射式圆光栅产生衍射光干涉的方法进行振镜转角的高精度测量,同时为了保证测量精度使得角度传感器中的反射镜与扫描振镜同轴设计,以此实现了扫描振镜±10°转角的测量,测量精度能达到10″,并且利用反射式圆光栅与反射镜的反射搭配折转棱镜可以实现光线折返,使得其整体结构紧凑小巧、具有较小的转动惯量,满足扫描振镜高精度、小型化的需求,促进了光电式角位移传感器在扫描振镜上的运用。本文针对衍射式光电角位移传感器的设计完成了三方面的工作:首先是方法的选定与模型的建立,本文基于衍射与干涉原理给出了衍射式光电角位移传感器的设计方案并建立相应的数学模型。利用反射式圆光栅产生的±1级衍射光干涉,搭配与扫描振镜同轴设计的反射镜,把角度信息量转化为干涉条纹的变化量,以此得出振镜转角,并依据测量方案建立了数学模型,按照光路行进方向给出光线经过每部分时光路的变化,推导出扫描振镜转角与干涉条纹光强的具体关系,并对模型进行仿真分析,量化模型给出测量光路图。其次是整体结构的设计,依据建立完成的数学模型设计衍射式光电角位移传感器的机械结构以及信号处理电路,具体包括各元件的固定、光电转换模块、放大电路、比较整形电路、串口输出电路以及信号处理电路的软件设计等。最后是实验测量与分析,依据测量方案完成衍射式光电角位移传感的设计,搭配合作公司设计的扫描振镜镜头及驱动等,完成利用衍射式光电角位移传感器的扫描振镜样机的设计,通过搭建检测平台进行具体实验,借助高精度转台、光电自准直仪等完成衍射式光电角位移传感器的精度检测,并对误差进行分析。