專利名稱：凹面全息光柵制作中光柵基底的雙光束定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種凹面全息光柵制作中精確調(diào)整光柵基底
位置的方法。
背景技術(shù)：
凹面全息光柵的制作是利用光刻膠記錄兩束相干球面光波的干涉條紋，然后經(jīng)顯影轉(zhuǎn)化為浮雕輪廓。它具有不等間距的彎曲刻線，通過理論設(shè)計改變兩束記錄光波的波源點的空間位置可以改變刻線的形狀與分布，進而達到在使用波段內(nèi)消除像差的目的。在凹面全息光柵的制作中，直接影響制作出的凹面全息光柵的成像質(zhì)量的是制作結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括記錄光波的波源點與光柵基底中心的距離以及記錄光中心主光線與光柵基底中心法線的夾角，因此需要精確控制。與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是中國專利號為CN101082480A和CN101082804A的專利，分別提出了測量記錄光波的波源點與光柵基底中心點距離和確定兩記錄激光光束夾角的方法，可以在調(diào)整曝光光路時保證較高的制作結(jié)構(gòu)參數(shù)精確度。但在曝光時需要將調(diào)整光路時用到的凹面全息光柵基底取下，然后將涂有光刻膠的凹面全息光柵基底放置到卡具上進行曝光。由于光柵基底裝卡時的定位誤差以及光柵基底之間的個體差異，導(dǎo)致實際曝光時的制作結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，從而降低制作出凹面全息光柵的成像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明目的在于提出一種在凹面全息光柵制作過程中能夠簡便可行地對光柵基底進行精確定位的方法——雙光束定位法。 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種凹面全息光柵制作中光柵基底的雙光束定位方法。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為步驟一，配備一套凹面全息光柵曝光裝置，如圖1所示，包括記錄激光器1、第一平面反射鏡2、分光鏡3、第二平面反射鏡4、第三平面反射鏡5、第一空間濾波器6、第二空間濾波器7、光柵基底9 ;在記錄激光器1的激光束傳播方向的光軸上置有第一平面反射鏡2，第一平面反射鏡2與光軸成45°角安裝；在第一平面反射鏡2的反射光的光路上置有分光鏡3，在分光鏡3的反射光的光路上置有第二平面反射鏡4，在分光鏡3的透射光的光路上置有第三平面反射鏡5，在第二平面反射鏡4的反射光的光路上置有第一空間濾波器6，在第三平面反射鏡5的反射光的光路上置有第二空間濾波器7，從第一空間濾波器6和第二空間濾波器7出射的球面光波在空間交匯區(qū)域形成干涉場8，兩束球面光波的波源點分別位于第一空間濾波器6和第二空間濾波器7的針孔處，在干涉場8內(nèi)放置被制作的凹面全息光柵的光柵基底9，光柵基底9的中心點0與兩束記錄球面光波的波源點之間的距離以及兩束記錄球面光波中心主光線與光柵基底9的中心法線的夾角Y 、S都按照設(shè)計好的制作結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整好，光柵基底9的位置就是全息光柵的曝光位置；步驟二，在步驟一所配備的凹面全息光柵曝光裝置中加入兩個定位用的監(jiān)測激光器和兩個分劃板，即第一監(jiān)測激光器10和第二監(jiān)測激光器11、第一分劃板12和第二分劃板13，形成記錄光柵基底位置的裝置，如圖2所示，在第一監(jiān)測激光器10的出光孔處置有第一分劃板12， 在第二監(jiān)測激光器11的出光孔處置有第二分劃板13，第一監(jiān)測激光器10的出射光束通過 第一分劃板12的中心點入射在光柵基底9的中心，反射后的反射光通過第二分劃板13的 中心，第二監(jiān)測激光器11的出射光束通過第二分劃板13的中心點入射在光柵基底9的中 心，反射后的反射光通過第一分劃板12的中心；步驟三，步驟二已將光柵基底9的空間位置 記錄在第一分劃板12和第二分劃板13上，取下光柵基底9，將涂有光刻膠的待制作光柵基 底放置到卡具上，調(diào)整卡具的前后、旋轉(zhuǎn)及俯仰使第一監(jiān)測激光器IO和第二監(jiān)測激光器11 發(fā)射的激光束經(jīng)光柵基底的反射光束分別打在第一分劃板12和第二分劃板13的中心，至 此，待制作光柵基底的位置就恢復(fù)到步驟二中光柵基底9的位置，待制作的光柵基底雙光 束定位完畢。 本發(fā)明工作原理說明在凹面全息光柵的設(shè)計制作中，制作結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括光柵基 底中心與兩束記錄球面光波的波源點之間的距離、兩束記錄球面光中心主光線與光柵基底 中心法線之間的夾角，是需要嚴格控制的重要參數(shù)。在光路調(diào)整好之后，唯一能夠使制作結(jié) 構(gòu)參數(shù)發(fā)生改變的是更換光柵基底時所帶來的定位誤差。利用兩束監(jiān)測激光光束將光柵 基底的空間位置記錄在兩個分劃板上，更換光柵基底后，調(diào)整卡具使監(jiān)測光束經(jīng)光柵基底 的反射光回到原來的位置。在調(diào)整光路時，使第一監(jiān)測激光器發(fā)出的激光束通過第一分劃 板的中心入射在光柵基底中心，將第二分劃板放置在反射光的光軸上并使反射光通過其中 心；使第二監(jiān)測激光器發(fā)出的激光束通過第二分劃板的中心入射在光柵基底中心，由光路 可逆原理可知反射光必定通過第一分劃板的中心。這樣，光柵基底的位置就被記錄在兩個 分劃板上，當光柵基底位置改變時，監(jiān)測光將偏離分劃板中心。在曝光時，將涂有光刻膠的 光柵基底放置在卡具上，通過調(diào)整卡具的前后位移、旋轉(zhuǎn)和俯仰使監(jiān)測光回到分劃板中心， 這樣，光柵基底就恢復(fù)到調(diào)整光路時的位置。 本發(fā)明的積極效果在凹面全息光柵的制作中，通過兩束監(jiān)測激光對光柵基底進 行精確定位是一種簡便有效的控制制作結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，能夠有效的提高凹面全息光柵的 制作精度，有利于制作出高質(zhì)量的光柵產(chǎn)品，同時也大大地提高工作效率，降低光柵制作中 的成本。


圖1是本發(fā)明中配備的凹面全息光柵制作中的曝光裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中在圖1的基礎(chǔ)上配備的對光柵基底進行精確定位的雙光束定位裝
置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明按技術(shù)方案中設(shè)定的步驟一、步驟二、步驟三的方法實施，其中，圖1中的 記錄激光器1采用氪離子激光器，波長為413. lnm，第一平面反射鏡2、第二平面反射鏡4、第 三平面反射鏡5為玻璃基底鍍鋁反射鏡，分光鏡3為雙膠合玻璃棱鏡，第一空間濾波器6和 第二空間濾波器7由顯微物鏡和針孔組成，光柵基底9采用K9光學(xué)玻璃，在K9光學(xué)玻璃上 涂敷的光致抗蝕劑為日本Shipley公司生產(chǎn)的S1805型，圖2中的第一監(jiān)測激光器10和第 二監(jiān)測激光器11采用He-Ne激光器，波長為632. 8nm，第一分劃板12、第二分劃板13為透明標有十字刻度的圓板:
權(quán)利要求
凹面全息光柵制作中光柵基底的雙光束定位方法，其特征在于步驟一，配備一套凹面全息光柵曝光裝置，包括記錄激光器(1)、第一平面反射鏡(2)、分光鏡(3)、第二平面反射鏡(4)、第三平面反射鏡(5)、第一空間濾波器(6)、第二空間濾波器(7)、光柵基底(9)；在記錄激光器(1)的激光束傳播方向的光軸上置有第一平面反射鏡(2)，第一平面反射鏡(2)與光軸成45°角安裝；在第一平面反射鏡(2)的反射光的光路上置有分光鏡(3)，在分光鏡(3)的反射光的光路上置有第二平面反射鏡(4)，在分光鏡(3)的透射光的光路上置有第三平面反射鏡(5)，在第二平面反射鏡(4)的反射光的光路上置有第一空間濾波器(6)，在第三平面反射鏡(5)的反射光的光路上置有第二空間濾波器(7)，從第一空間濾波器(6)和第二空間濾波器(7)出射的球面光波在空間交匯區(qū)域形成干涉場(8)，兩束球面光波的波源點分別位于第一空間濾波器(6)和第二空間濾波器(7)的針孔處，在干涉場(8)內(nèi)放置被制作的凹面全息光柵的光柵基底(9)，光柵基底(9)的中心點O與兩束記錄球面光波的波源點之間的距離以及兩束記錄球面光波中心主光線與光柵基底(9)的中心法線的夾角γ、δ都按照設(shè)計好的制作結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整好，光柵基底(9)的位置就是全息光柵的曝光位置；步驟二，在步驟一所配備的凹面全息光柵曝光裝置中加入兩個定位用的監(jiān)測激光器和兩個分劃板，即第一監(jiān)測激光器(10)和第二監(jiān)測激光器(11)、第一分劃板(12)和第二分劃板(13)，形成記錄光柵基底位置的裝置，在 第一監(jiān)測激光器(10)的出光孔處置有第一分劃板(12)，在第二監(jiān)測激光器(11)的出光孔處置有第二分劃板(13)，第一監(jiān)測激光器(10)的出射光束通過第一分劃板(12)的中心點入射在光柵基底(9)的中心，反射后的反射光通過第二分劃板(13)的中心，第二監(jiān)測激光器(11)的出射光束通過第二分劃板(13)的中心點入射在光柵基底(9)的中心，反射后的反射光通過第一分劃板(12)的中心；步驟三，步驟二已將光柵基底(9)的空間位置記錄在第一分劃板(12)和第二分劃板(13)上，取下光柵基底(9)，將涂有光刻膠的待制作光柵基底放置到卡具上，調(diào)整卡具的前后、旋轉(zhuǎn)及俯仰使第一監(jiān)測激光器(10)和第二監(jiān)測激光器(11)發(fā)射的激光束經(jīng)光柵基底的反射光束分別打在第一分劃板(12)和第二分劃板(13)的中心，至此，待制作光柵基底的位置就恢復(fù)到步驟二中光柵基底(9)的位置，待制作的光柵基底雙光束定位完畢。
全文摘要
凹面全息光柵制作中光柵基底的雙光束定位方法，屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種光柵基底的定位方法。要解決的技術(shù)問題是提供一種凹面全息光柵制作中光柵基底的雙光束定位方法。技術(shù)方案為步驟一，配備一套凹面全息光柵曝光裝置；步驟二，在步驟一所配備的凹面全息光柵曝光裝置中加入兩個定位用的監(jiān)測激光器和兩個分劃板；步驟三，安裝并調(diào)整光柵基底到正確位置；至此，待制作的光柵基底雙光束定位完畢。通過兩束監(jiān)測激光對光柵基底進行精確定位是一種簡便有效的控制制作結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，能夠有效的提高凹面全息光柵的制作精度。
文檔編號G02B5/18GK101726778SQ20091021781
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者唐玉國, 孔鵬, 巴音賀希格, 李文昊, 齊向東 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所