專利名稱：在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在平面光柵制作過程中精確控制光 柵常數(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
衍射光柵非常重要的技術(shù)指標(biāo)之一——光柵周期決定著光柵的色散率和分辨率。 對于光譜儀器而言，光柵常數(shù)的改變將導(dǎo)致光柵衍射角的改變，使得光譜儀器譜線位置產(chǎn) 生偏移，因此，光柵常數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響光譜儀器的波長精度，在制作過程中必須嚴(yán)格控 制。在全息光柵的制作過程中，一個關(guān)鍵的工藝流程就是，將涂有光致抗蝕劑的光柵 基底放在干涉場中，由光致抗蝕劑記錄干涉場中的干涉條紋。當(dāng)曝光波長一定時，周期唯一 決定于兩束平行光的夾角。常規(guī)檢測周期的方法一般都是在完成光柵制作后，通過測量光 柵0級和1級衍射光的夾角來計算光柵周期，測量誤差較大，光路調(diào)整過程沒有固定的基準(zhǔn) 可依，僅憑經(jīng)驗進行調(diào)整，往往要經(jīng)過多個光柵制作回合，并且很難達(dá)到要求的精度。除此之外，在相關(guān)的在先專利文獻方面，如中國實用新型專利案(公開號CN 1544994A)，通過在全息光柵曝光裝置中置入標(biāo)準(zhǔn)機刻光柵和半反射鏡，再從準(zhǔn)直反射鏡光 路中分出光路，使其產(chǎn)生干涉條紋，這會導(dǎo)致所需要的光柵周期完全取決于所置入的標(biāo)準(zhǔn) 機刻光柵，在控制光柵周期實施上會有不便。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種簡便易行的在平面光柵制作過程中精確控制光 柵常數(shù)的裝置。本實用新型采用如下技術(shù)方案—種在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，包括光源和依次位于所述光源的光路上的空間濾波器；凹面鏡，所述空間濾波器位于所述凹面鏡焦點位置處；第三反射鏡和第四反射鏡；凸透鏡，位于曝光位置處；接收屏，位于所述凸透鏡的后焦面上；其中，所述第三反射鏡和第四反射鏡用于分別反射一束由所述凹面鏡反射出的干 涉條紋平行光于所述凸透鏡上。進一步地，所述光源為441. 6nm波長的氦鎘激光器。進一步地，在所述光源和空間濾波器之間的光路上還包括第一反射鏡和第二反射鏡。進一步地，所述第一反射鏡和第二反射鏡為玻璃基底鍍鋁反射鏡。[0018]本實用新型提供的在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，對于制作不 同周期的光柵調(diào)節(jié)方便，并且控制光柵周期精度高。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型加以詳細(xì)說明。

圖1為本實用新型在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置實施例結(jié)構(gòu) 示意圖；圖2為本實用新型實施例在全息光柵曝光裝置光路的結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號說明1光源6第四反射鏡2第一反射鏡7凹面鏡3第二反射鏡8涂有光致抗蝕劑的光柵基底4空間濾波器9凸透鏡5第三反射鏡10接受屏
具體實施方式
如圖1、圖2所示，一種在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，包括光 源1和依次位于所述光源1的光路上的空間濾波器4，包括顯微物鏡和針孔；凹面鏡7，所述空間濾波器4位于所述凹面鏡7焦點位置處；第三反射鏡5和第四反射鏡6 ；凸透鏡9，位于曝光位置處；即涂有光致抗蝕劑的光柵基底8所在位置處；接收屏10，位于所述凸透鏡9的后焦面上；其中，所述第三反射鏡5和第四反射鏡6用于分別反射一束由所述凹面鏡7反射 出的干涉條紋平行光于所述凸透鏡9上；經(jīng)過第三反射鏡5和第四反射鏡6反射的兩束平 行光照射所述凸透鏡9上后，在所述接收屏10上形成兩個光斑A和B。其中，所述光源1采用波長為441. 6nm的氦鎘激光器。其中，在所述光源1和空間濾波器4之間的光路上還包括第一反射鏡2和第二反 射鏡3，所述光源1發(fā)出的光經(jīng)所述第一反射鏡2和第二反射鏡3反射后，進入所述空間濾 波器4。本實施例中所述第一反射鏡2和第二反射鏡3采用玻璃基底鍍鋁反射鏡。其中，所述接收屏10采用普通的毛玻璃，制作全息光柵基底采用K9光學(xué)玻璃，K9 光學(xué)玻璃上涂覆的光致抗蝕劑為德國生產(chǎn)的APR3120型光致抗蝕劑。上述在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，光柵常數(shù)d的計算步驟如 下步驟1)、通過第三反射鏡5和第四反射鏡6使產(chǎn)生的干涉條紋的兩束平行光通過 所述凸透鏡9，在位于所述凸透鏡9焦距處的接收屏10上產(chǎn)生兩個匯聚焦點光斑；步驟2)、測量這兩個焦點光斑的距離L，根據(jù)下式計算出所需的光柵常數(shù)d d＝λ(4f2+L2/2L[0042]其中，f為凸透鏡9的焦距，λ為光源1發(fā)出的激光波長，L為光斑A和B的距離；步驟3)、調(diào)整所述第三反射鏡5和第四反射鏡6所形成的兩束平行光束的角度α 以改變接收屏10上光斑A和B的距離L，得到不同的光柵常數(shù)d。步驟4)、取出凸透鏡9，在原凸透鏡9的位置處放置涂有光致抗蝕劑的光柵基底8， 由光致抗蝕劑記錄的干涉條紋數(shù)，該干涉條紋數(shù)為所制作的全息光柵的周期。這樣就可以方便調(diào)節(jié)制作不同光柵周期，并且可以精確控制所制作的全息平面光柵的光柵常數(shù)d。上述步驟中，光柵常數(shù)d的計算推導(dǎo)過程如下首先，測量光斑A和B的距離L，由于所述接收屏10位于所述凸透鏡9的后焦面 上，根據(jù)光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性可得到 其中，f為凸透鏡9的焦距，λ為光源1發(fā)出的激光波長，fxl，fx2為平面波的空間 頻率，如圖1所示，Xl、X2分別為BC、CA的長度，α為產(chǎn)生干涉條紋的兩束光束的夾角(α =θ 1+ θ 2),根據(jù)△ B0C, △ AOC的三角關(guān)系有[0052] 由式(1)、(2)、(3)、⑷解得
,由于λ和f為定值，得到X1=X2,又X1+X2=L，即得 又根據(jù)光柵方程
可得光柵常數(shù)d: 在上述裝置中，通過調(diào)整所述第三反射鏡5和第四反射鏡6所形成的兩束平行光 束的角度α，可改變接收屏10上光斑A和B的距離L，從而得到不同的光柵常數(shù)d。
權(quán)利要求一種在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，其特征在于包括光源(1)和依次位于所述光源(1)的光路上的空間濾波器(4)；凹面鏡(7)，所述空間濾波器(4)位于所述凹面鏡(7)焦點位置處；第三反射鏡(5)和第四反射鏡(6)；凸透鏡(9)，位于曝光位置處；接收屏(10)，位于所述凸透鏡(9)的后焦面上；其中，所述第三反射鏡(5)和第四反射鏡(6)用于分別反射一束由所述凹面鏡(7)反射出的干涉條紋平行光于所述凸透鏡(9)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，其特征在 于所述光源(1)為441. 6nm波長的氦鎘激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，其特征在于在所述光源(1)和空間濾波器(4)之間的光路上還包括第一反射鏡(2)和第二反射鏡 ⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，其特征在 于所述第一反射鏡(2)和第二反射鏡(3)為玻璃基底鍍鋁反射鏡。
專利摘要在平面光柵制作過程中精確控制光柵常數(shù)的裝置，包括光源和依次位于所述光源的光路上的空間濾波器；凹面鏡；第三反射鏡和第四反射鏡；凸透鏡，位于曝光位置處；接收屏，位于所述凸透鏡的后焦面上。本實用新型通過第三反射鏡和第四反射鏡使產(chǎn)生的干涉條紋的兩束平行光通過所述凸透鏡，在位于所述凸透鏡焦距處的接收屏上產(chǎn)生兩個匯聚焦點光斑；測量這兩個焦點光斑的距離L，根據(jù)下公式計算出所需的光柵常數(shù)d，調(diào)整所述第三反射鏡和第四反射鏡所形成的兩束平行光束的角度α以改變接收屏上兩光斑的距離L，得到不同的光柵常數(shù)d。本實用新型對于制作不同周期的光柵調(diào)節(jié)方便，并且控制光柵周期精度高。
文檔編號G02B5/18GK201589872SQ200920292090
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者倪爭技, 莊松林, 張大偉, 王 琦, 詹曉勇, 高秀敏, 黃元申 申請人:上海理工大學(xué)