專利名稱：一種利用莫爾條紋調(diào)整全息光柵曝光光路中準直光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的全息光柵曝光光路中所使用的激光擴束準直 系統(tǒng)中調(diào)整準直光的方法。
背景技術(shù)：
激光擴束準直光學(xué)系統(tǒng)是制作平面及凹面全息光柵時所必需的裝置，通過激光擴 束準直光學(xué)系統(tǒng)將由激光器發(fā)出的細光束轉(zhuǎn)換為較大口徑的準直光束，以便在一定面積的 光柵基底上進行干涉曝光。在制作全息光柵時，對準直光的準直度要求很高，準直光準直度 的高低直接決定了制作出全息光柵的波前質(zhì)量。只有使用具有嚴格平面波前的準直光才能 制作出具有理想衍射波前的全息光柵。目前全息光柵曝光光路中所使用的準直光的調(diào)整方法主要有利用一個標準平面 反射鏡反射準直光，使其原路返回，通過判斷反射光束的焦點位置檢驗準直光的準直度，若 反射光束的焦點與入射光束的焦點重合則說明準直光的準直度較好。這種方法的缺點是 判斷反射光焦點與入射光焦點是否重合時誤差較大，難以將準直光的準直度調(diào)整到較高水 平；利用平行光管、激光干涉儀等調(diào)整準直光的準直度，這種方法可以得到準直度很高的準 直光，但需要用到較為昂貴的儀器設(shè)備，成本太高。因此，需要建立一種新的調(diào)整全息光柵 曝光光路中準直光的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明目的在于實現(xiàn)對全息光柵曝光光路中準直 光的精確調(diào)整，特提出一種易于實現(xiàn)的能夠精確調(diào)整準直光的方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用莫爾條紋調(diào)整全息光柵曝光光路中準 直光的方法。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為步驟一，配備一套激光擴束準直裝置，如圖1所 示，包括光源激光器1、第一平面反射鏡2、第二平面反射鏡3、空間濾波器4、準直鏡5 ；光源 激光器1發(fā)出的激光束經(jīng)第一平面反射鏡2和第二平面反射鏡3反射到達空間濾波器4， 激光束經(jīng)過空間濾波器4后成為發(fā)散的球面光波，球面光波的中心光線與準直鏡5的光軸 重合，球面光波經(jīng)準直鏡5透射成為準直光束；步驟二，將第三平面反射鏡6和平面光柵7 置入圖1所示的激光擴束準直裝置中的準直光束區(qū)域內(nèi)，使第三平面反射鏡6和平面光柵 7垂直從而組成洛艾鏡干涉裝置，如圖2所示使準直光束的一部分直接照射在平面光柵7 上，準直光束的另一部分經(jīng)第三平面反射鏡6反射后照射在平面光柵7上，準直光束的兩部 分相交疊的空間區(qū)域形成干涉場8 ；步驟三，使由第三平面反射鏡6和平面光柵7組成的洛 艾鏡干涉裝置在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過改變第三平面反射鏡6與準直光束的夾角θ從而改變 干涉條紋周期，根據(jù)莫爾條紋的形成原理，當(dāng)干涉條紋的周期與平面光柵7的光柵常數(shù)相 等時就能夠在平面光柵7表面觀察到莫爾條紋，若此時莫爾條紋不是直線形條紋則說明準 直光束的準直度不好；步驟四，調(diào)整準直鏡5與空間濾波器4之間的距離，同時觀察平面光 柵7表面的莫爾條紋的變化，當(dāng)莫爾條紋變?yōu)槿鐖D3所示的直線形條紋時則說明此時干涉條紋的線性度很好，即準直光束的波前為平面波前。至此，全息光柵曝光光路中所使用的準 直光束的準直度調(diào)整完畢。本發(fā)明工作原理說明莫爾條紋方法是將肉眼看不到的微小尺寸的結(jié)構(gòu)如光柵刻 線、干涉條紋等的缺陷放大后進行檢驗，這種方法可以達到很高的精度，用一個平面反射鏡 和一個平面光柵形成洛艾鏡干涉裝置，利用平面光柵檢驗準直光束形成的干涉條紋的直線 性，以此指導(dǎo)準直鏡的調(diào)整，達到精確調(diào)整準直光束準直度的目的。在全息光柵曝光光路的 準直光束中放置第三平面反射鏡6和平面光柵7并形成洛艾鏡干涉裝置；調(diào)整第三平面反 射鏡6與準直光束的夾角θ，使干涉場8的條紋周期與平面光柵7的光柵常數(shù)相接近，調(diào)整 平面光柵7與第三平面反射鏡6之間的夾角使得在平面光柵7表面出現(xiàn)莫爾條紋；根據(jù)平 面光柵7表面的莫爾條紋形狀調(diào)整準直鏡5與空間濾波器4之間的距離，最終使莫爾條紋 變?yōu)橹本€形條紋，此時干涉條紋為直線，即準直光束的波前為平面波前。這樣全息光柵曝光 光路中準直光的準直度就調(diào)整完畢了。本發(fā)明的積極效果本發(fā)明提出的方法可以準確地調(diào)整全息光柵曝光光路中準直 光的準直度，對制作出高質(zhì)量的全息光柵有直接的重要價值，無需購置貴重儀器設(shè)備，降低 了全息光柵的制作成本，且易于實現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明方法中配備的激光擴束準直裝置的光路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明方法中將平面反射鏡和平面光柵置于激光擴束準直裝置后形成的 洛艾鏡干涉裝置光路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明方法中準直光束調(diào)整完畢后在平面光柵上出現(xiàn)的莫爾條紋形狀示 意圖。
具體實施例方式本發(fā)明按解決的技術(shù)方案中所建立的步驟一、步驟二、步驟三、步驟四四個方法步 驟實施。其中光源激光器1采用Kr+激光器，發(fā)射波長為413. Inm ；第一平面反射鏡2和第 二平面反射鏡3為玻璃基底鍍鋁反射鏡；空間濾波器4由顯微物鏡和針孔組成；準直鏡5為 微晶玻璃加鍍增透膜的凸透鏡；第三平面反射鏡6為Κ9玻璃基底鍍鋁膜反射鏡，表面平面 度優(yōu)于1/5 λ，λ = 632. 8nm;平面光柵7為機械刻劃的鍍鋁反射式平面衍射光柵，衍射波 前優(yōu)于 1/5 λ，λ = 632. 8nm。
權(quán)利要求
1. 一種利用莫爾條紋調(diào)整全息光柵曝光光路中準直光的方法，其特征在于步驟一， 配備一套激光擴束準直裝置，包括光源激光器(1)、第一平面反射鏡O)、第二平面反射鏡 (3)、空間濾波器0)、準直鏡(5)；光源激光器(1)發(fā)出的激光束經(jīng)第一平面反射鏡(2)和 第二平面反射鏡(3)反射到達空間濾波器，激光束經(jīng)過空間濾波器(4)后成為發(fā)散的球 面光波，球面光波的中心光線與準直鏡( 的光軸重合，球面光波經(jīng)準直鏡( 透射成為準 直光束；步驟二，將第三平面反射鏡(6)和平面光柵(7)置入激光擴束準直裝置中的準直光 束區(qū)域內(nèi)，使第三平面反射鏡(6)和平面光柵(7)垂直從而組成洛艾鏡干涉裝置，使準直光 束的一部分直接照射在平面光柵(7)上，準直光束的另一部分經(jīng)第三平面反射鏡(6)反射 后照射在平面光柵(7)上，準直光束的兩部分相交疊的空間區(qū)域形成干涉場(8)；步驟三， 使由第三平面反射鏡(6)和平面光柵(7)組成的洛艾鏡干涉裝置在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過改 變第三平面反射鏡(6)與準直光束的夾角θ從而改變干涉條紋周期，根據(jù)莫爾條紋的形成 原理，當(dāng)干涉條紋的周期與平面光柵(7)的光柵常數(shù)相等時就能夠在平面光柵(7)表面觀 察到莫爾條紋，若此時莫爾條紋不是直線形條紋則說明準直光束的準直度不好；步驟四，調(diào) 整準直鏡( 與空間濾波器(4)之間的距離，同時觀察平面光柵(7)表面的莫爾條紋的變 化，當(dāng)莫爾條紋變?yōu)橹本€形條紋時則說明此時干涉條紋的線性度很好，即準直光束的波前 為平面波前，至此全息光柵曝光光路中所使用的準直光束的準直度調(diào)整完畢。
全文摘要
一種利用莫爾條紋調(diào)整全息光柵曝光光路中準直光的方法，屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的全息光柵曝光光路中調(diào)整準直光的方法。要解決的技術(shù)問題是提供一種利用莫爾條紋調(diào)整全息光柵曝光光路中準直光的方法。技術(shù)方案為步驟一，建立一套激光擴束準直裝置；步驟二，將一個平面反射鏡和一個平面光柵置入步驟一所建立的激光擴束準直裝置中的準直光束區(qū)域內(nèi)并組成洛艾鏡干涉裝置；步驟三，調(diào)整平面反射鏡和準直光的夾角以及平面光柵和平面反射鏡的夾角，使平面光柵表面出現(xiàn)莫爾條紋；步驟四，調(diào)整準直鏡與空間濾波器之間的距離使平面光柵表面的莫爾條紋為直線。該方法能準確調(diào)整準直光束的準直度，對制作出高質(zhì)量的全息光柵有直接的重要意義。
文檔編號G03F7/20GK102103269SQ20101059971
公開日2011年6月22日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25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