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一种基于球面合作目标的三维振动干涉测量装置,特点在于其构成包括激光器,沿该激光器输出光束的前进方向依次是同光轴的显微物镜、针孔、透镜、分光棱镜、光阑和球面反射镜,所述的针孔固定在所述的显微物镜的焦点位置处,所述的透镜到针孔的距离恰好为透镜的焦距时,透镜所处的位置称为平衡位置,所述的透镜具有在其平衡位置附近沿光轴方向前后移动的调节机构,所述的球面反射镜作为合作目标固定在待测物体的表面上,在所述的分光棱镜的相干光输出面外设有成像装置。本发明将主要光路集成于单块分光棱镜中,结构简单;实现了被测物体振动监测与测量光路变化监测的分离;并且使用球面反射镜作为合作目标,可实现对物体三维振动测量的目的。