[發(fā)明專利]凹面光柵制作光路中測(cè)量波源點(diǎn)與毛坯中心點(diǎn)距離的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610016901.5
• 申請(qǐng)日: 2006-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101082480A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文昊;齊向東;巴音賀希格;李英海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01B11/14
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所
• 代理人: 趙炳仁

一.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的凹面全息光柵制作光路中測(cè)量波源點(diǎn)與凹面全息光柵毛坯中心點(diǎn)距離的方法。

二.背景技術(shù)

凹面全息光柵是用于可見(jiàn)、紫外區(qū)的多波段分光器件，使用它可以縮小光譜儀器的尺寸，減少組成的零部件數(shù)量，消除光學(xué)系統(tǒng)的像散，提高光學(xué)儀器的成像質(zhì)量、分辨本領(lǐng)和測(cè)試精度。

在凹面全息光柵的制作過(guò)程中，一個(gè)非常關(guān)鍵的工藝流程就是將涂有光致抗蝕劑的凹面光柵毛坯放在由兩束球面波相干后確定的干涉場(chǎng)中，由光致抗蝕劑記錄干涉場(chǎng)中的干涉條紋。將Fermat原理應(yīng)用到Seya-Namioka成像系統(tǒng)中去，使用光程展開(kāi)法修正光學(xué)系統(tǒng)的像差，通過(guò)計(jì)算可以得出兩束記錄球面波波源點(diǎn)與凹面全息光柵毛坯中心的距離以及這兩束球面波主光線與凹面全息光柵毛坯法線的夾角，理論分析和計(jì)算結(jié)果表明，通過(guò)改變球面波波源點(diǎn)的位置可以改變像差的大小，進(jìn)而達(dá)到消除光學(xué)系統(tǒng)中的像散和彗差的目的。可見(jiàn)，精確地確定這兩束球面波的波源點(diǎn)與凹面全息光柵毛坯中心的距離對(duì)于制作凹面全息光柵有著非常重要的意義。

傳統(tǒng)測(cè)量長(zhǎng)度的方法主要有：利用光柵莫爾條紋現(xiàn)象的光柵尺；利用電磁原理工作的磁柵式傳感器、感應(yīng)同步器；利用激光干涉原理的激光測(cè)距儀等。這幾種方法可以用于很多場(chǎng)合的長(zhǎng)度或距離測(cè)量，但是在凹面全息光柵制作光路中用于測(cè)量球面波波源點(diǎn)與凹面全息光柵毛坯中心點(diǎn)的距離卻不是很實(shí)用。光柵尺和利用電磁原理工作的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器多用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的位移；利用激光測(cè)距儀時(shí)，其中一點(diǎn)必須位于儀器的出光位置，這是很難達(dá)到。可見(jiàn)傳統(tǒng)測(cè)量長(zhǎng)度或距離的方法都不適用于測(cè)量凹面全息光柵制作光路中波源點(diǎn)與毛坯中心點(diǎn)的距離。

三.發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出了一種新穎的、低成本的、易于實(shí)現(xiàn)的用于凹面全息光柵制作光路中測(cè)量波源點(diǎn)與凹面全息光柵毛坯中心點(diǎn)距離的方法。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種凹面全息光柵制作光路中測(cè)量波源點(diǎn)與凹面全息光柵毛坯中心點(diǎn)距離的方法。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：第一步，建立一套凹面全息光柵曝光裝置。如圖1所示，包括Kr⁺激光器1、第一平面反射鏡2、半反半透鏡3、第二平面反射鏡4和第三平面反射鏡5、第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7、干涉場(chǎng)8和光柵毛坯9。在Kr⁺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；在第一平面反射鏡2的反射光的光路上置有半反半透鏡3，它的半反半透面與光軸成45°角；分別在半反半透鏡3的反射面和透射面出射光的光軸上置有第二平面反射鏡4和第三平面反射鏡5；分別在第二平面反射鏡4和第三平面反射鏡5的反射光線的光軸上置有第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7；第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7發(fā)射光線的交匯區(qū)域形成了干涉場(chǎng)8；在干涉場(chǎng)8內(nèi)置有光柵毛坯9，光柵毛坯9的中心點(diǎn)位于干涉場(chǎng)8的中心位置。本發(fā)明要測(cè)量的是經(jīng)過(guò)第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7發(fā)出的球面波波源點(diǎn)與光柵毛坯9的中心點(diǎn)之間的距離，也就是針孔位置與毛坯中心點(diǎn)之間的距離。第二步，制備一套測(cè)量凹面全息光柵制作光路中波源點(diǎn)與毛坯中心點(diǎn)之間距離的裝置。如圖2所示，包括帶有刻度的滑軌10、帶有刻度的游標(biāo)11、轉(zhuǎn)接桿12、夾具13、千分表右探頭14、千分表左探頭15和千分表16。帶有刻度的游標(biāo)11安裝在帶有刻度的滑軌10上，兩者之間滑動(dòng)接觸，兩者的結(jié)合相當(dāng)于游標(biāo)卡尺，固定在轉(zhuǎn)接桿12的下端，并與轉(zhuǎn)接桿12垂直，夾具13在轉(zhuǎn)接桿12的上端，固定在轉(zhuǎn)接桿12的腔內(nèi)，千分表16和它的左、右探頭是一體件，千分表右探頭14水平地穿過(guò)夾具13，伸向夾具13的右方，千分表16的左探頭15和右探頭14在同一水平軸線上。第三步，利用第一步建立的凹面全息光柵曝光裝置的光路，如圖3所示，光路中沒(méi)有擺放第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7，而第二平面反射鏡4、第三平面反射鏡5和光柵毛坯9的位置已經(jīng)確定，激光束正好打在光柵毛坯9的中心位置O，用虛線畫出的第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7表示需要放入光路中的位置，它們的具體位置要根據(jù)具體數(shù)值和測(cè)距裝置來(lái)確定。第四步，調(diào)整第二步中建立的測(cè)距裝置在干涉場(chǎng)中的位置，使千分表的兩個(gè)探頭即千分表右探頭14和千分表左探頭15與激光的主光軸重合。第五步，根據(jù)球面波波源點(diǎn)與凹面全息光柵毛坯中心點(diǎn)的具體數(shù)值，結(jié)合游標(biāo)卡尺、千分表和高度尺的刻度值，確定第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7的位置。第一針孔濾波器6和第二針孔濾波器7的針孔位置到凹面全息光柵毛坯中心點(diǎn)的距離就是所測(cè)的波源點(diǎn)到凹面全息光柵毛坯中心點(diǎn)的距離。