[發明專利]一種用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件

有效

• 申請號: 201210370901.0
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102902192A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 鄧超;馮婕;邢廷文;許嘉俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03H1/08
• 分類號: G03H1/08;G02B5/32
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：該元件包含了一個或多個功能區域，不同功能區域為不同的光柵結構，它們分別是透射主全息（301）、反射對準全息（302）、基準全息（303）和投射全息（304）；所述透射主全息（301）是位相型光柵，而反射對準全息（302）、基準全息（303）、投射全息（304）選取位相型光柵或振幅型光柵，所謂位相型光柵是指通過直接改變光波面的位相來實現衍射和干涉的光柵，所謂振幅型光柵是指通過改變不同區域處光波面振幅來實現衍射和干涉的光柵。

2.根據權利要求1所述的用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：所述計算機生成全息元件各區域均由結構呈周期性變化的一個或多個光柵組成；所述計算機生成全息元件（3）的各區域根據實際情況可選取不同的光柵周期、占空比和刻槽位相深度，所謂占空比是指刻槽寬度和條紋周期的比值，所謂刻槽位相深度是由刻槽引起的光線光程改變量，它與基片的折射率和刻槽幾何深度相關；所述基準全息（303）一般由相互對稱的兩部分或多部分組成；所述透射主全息（301）、基準全息（303）和投射全息（304）三個區域的表面覆蓋增透射膜，而反射對準全息（302）區域的表面覆蓋增反射膜。

3.根據權利要求1所述的用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：所述計算機生成全息元件（3）四個區域處的光柵被使用激光直寫等手段刻蝕在基片的同一個表面上，該基片為融石英等具有合適折射率的透明材料；所述計算機生成全息元件（3）四個區域處的光柵之間預留有便于分次曝光的間隙區域；所述計算機生成全息元件（3）四個區域處的光柵面積大小和分布位置受各自使用的衍射級次和現階段加工、檢測水平的影響，四個區域處的光柵在保證檢測干涉圖觀測對比度和小孔中心定位精度的基礎上，根據實際情況可以選取不同的衍射級次，選取的光柵面積大小和分布位置需要保證光柵最小周期結構的尺寸能實現加工和檢測，現階段這個尺寸為微米量級。

4.根據權利要求1所述的用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：所述透射主全息（301）將來自于點光源的光線進行衍射，衍射光會聚于小孔中心處，該衍射光是為了實現小孔衍射而輸入的工作光束，該會聚點近似為理想艾里斑，艾里斑是指點狀物體經過理想成像系統所成的像。

5.根據權利要求1所述的用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：所述反射對準全息（302）將來自于點光源的光線進行反射和衍射，其中一個衍射級次的衍射光線按照原路返回，會聚于點光源處，返回的該衍射光和參考光進行干涉，用于實現CGH（3）元件本身的精確裝調。

6.根據權利要求1所述的用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：所述基準全息（303）將來自于點光源的光線進行衍射，其中一個級次的衍射光會聚于點衍射板的前薄膜平面上，依次被薄膜平面反射和被基準全息再次衍射后返回，會聚于點光源處，返回的該衍射光和參考光進行干涉，用于實現點衍射板（4）上小孔的精確裝調。

7.根據權利要求1所述的用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：所述投射全息（304）將來自于點光源的光進行衍射，使得光線在CCD（5）上產生光斑標記，該標記根據投射全息的結構形式不同可以是點標記、十字線標記或其它形狀的光斑標記。

8.根據權利要求1所述的用于裝調或檢測光學元件的計算機生成全息元件，其特征在于：所述投射全息（304）產生的標記的對稱中心、小孔中心以及點光源位于同一直線上。