[發明專利]一種凹面衍射光柵衍射波前的檢測方法

無效

• 申請號: 201210214082.0
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102706542A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 錢林勇;黃元申;徐邦聯;王琦;張大偉;陶春先;倪爭技;莊松林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發明涉及一種凹面衍射光柵衍射波前的檢測方法，可廣泛用于凹面衍射光柵不同級次衍射波的波前檢測。

背景技術

衍射光柵作為重要的分光原件，廣泛用于天文儀器，光譜儀器和激光器中。要求光柵光譜具有高分辨率，高的信噪比和無鬼線等。這就要求光柵具有優良的質量。光柵質量的檢測無論對于光柵制造者還是使用者來說都是很必要的，通過對光柵整體質量的檢測，不但可以了解光柵達到的最終質量狀況，而且可以得到光柵制造過程中的重要信息。凹面光柵通常是在一個球面反射鏡表面上由按弦等間隔精密刻槽組成。凹面光柵不僅起色散作用，而且兼起成像作用。凹面光柵的出現使光譜儀器的制造質量有了質的飛躍，不但進一步減小了光譜儀器的質量而且使光譜儀器的體積不斷減小，為儀器的使用帶來了方便。因此對光柵尤其是凹面光柵質量的檢測就顯得尤其重要。

衍射光柵的性能指標有：衍射波前、光柵分辨率、衍射效率、雜散光和鬼線。衍射波前是全部影響光柵性能參數的綜合反映，包括槽形、雜散光、鬼線及基片像差。光柵的衍射波前直接決定了光譜質量和分辨本領，而且從波面形狀可以判斷有無鬼線及鬼線的種類。測量衍射光柵衍射波前及波前像差，實質上是利用一標準平面或球面波與實際波面相比較。常用的方一般法有：干涉法、全息術、位相比對法（光學濾波法）。干涉法檢測光柵是一種傳統方法，但是效果并不理想，測量結果的精確度很難保證。與本發明相似的是吳迪等在《干涉法在光柵波前檢測中的應用研究》(長春理工大學學報（自然科學版）,Vol.34No.2,2011)中提出基于干涉法的光柵衍射波前檢測，但是文中提出的方法涉及裝置較多測量光束經多次透射、反射后引入的像差對光柵波前的影響已不能忽略，精度大大減小。

隨著科學技術的不斷進步，現代高性能的干涉測量系統ZYGO干涉儀在分辨率，抗干涉能力和測量精度方面有了顯著進步。而基于ZYGO干涉儀并配合反射鏡的使用減少了測量裝置，讓凹面光柵衍射波前檢測在測量精度方面可以得到很大提高。

發明內容

本發明公開了一種凹面衍射光柵衍射波前的檢測方法，利用ZYGO干涉儀、標準凸透鏡、凹球面反射鏡對凹面衍射光柵進行衍射波前檢測，將測量得到的測量光與ZYGO干涉儀內的參考光相干涉，干涉結果經計算機軟件處理得到凹面衍射光柵衍射波前檢測結果。本發明了可以有效克服現有技術在凹面光柵衍射波前檢測時測量精度不高、光柵位置不易調整，且費時費力的缺陷。

本發明技術方案是這樣實現的：

一種凹面衍射光柵衍射波前的檢測方法，包括建立凹面衍射光柵衍射波前檢測系統:將標準凸透鏡安裝在ZYGO干涉儀上，ZYGO干涉儀內置激光器，凹面衍射光柵放置在旋轉平臺上；標準凸透鏡與旋轉平臺之間鋪設導軌，旋轉平臺置于導軌之上；凹球面反射鏡置于凹面衍射光柵衍射光反射光路上；其特征在于按照以下步驟進行：

A)將標準凸透鏡主光軸與凹面衍射光柵中心放在同一條直線上，凹面衍射光柵放置在標準凸透鏡焦點后方并使凹面衍射光柵入縫與標準凸透鏡焦點重合；

B)凹球面反射鏡主光軸與凹面衍射光柵中心在一條直線上并使凹球面反射鏡的曲率中心與衍射光的匯聚點重合，匯聚點位于凹球面反射鏡的主光軸與凹面衍射光柵中心所在的同一條直線上；凹球面反射鏡用于反射衍射光；

C)衍射光作為測量波面沿原路返回ZYGO干涉儀，在干涉儀中與參考波前發生干涉；

D)干涉結果經計算機軟件處理后得到凹面衍射光柵衍射波前檢測結果；

E)改變凹面衍射光柵入射光的入射角，可以得到同一凹面衍射光柵在不同入射角情況下同一級次的衍射波前的變化。

所述導軌與標準凸透鏡主光軸平行，旋轉平臺可沿導軌移動。

所述ZYGO干涉儀隔離1-20Hz的震動，溫度15°C-30°C。

本發明結構簡單、操作方便，光柵位置易調整，檢測結果精確。

附圖說明

圖1為本發明凹面衍射光柵衍射波前檢測裝置整體結構示意圖；

圖2為本發明凹面衍射光柵衍射波前檢測方法的光路示意圖。

1、計算機，2、ZYGO干涉儀，3、標準凸透鏡，4、導軌，5、旋轉平臺，6、凹球面反射鏡，7、凹面衍射光柵，8、標準凸透鏡主光軸，9、重合點，10、匯聚點，11、凹球面反射鏡主光軸。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。