[發(fā)明專利]平面變柵距光柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410521344.7
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104297829A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴音賀希格;姜巖秀;李文昊;楊碩;趙旭龍;吳娜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的變柵距光柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

變柵距光柵主要具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：自聚焦、像差校正能力和平焦場，可以減少光學(xué)系統(tǒng)中的光學(xué)元件，減少雜散光，提高衍射效率及分辨率。平面變柵距光柵的上述優(yōu)勢只有根據(jù)光譜儀器的使用要求，嚴(yán)格設(shè)計(jì)光柵刻線密度函數(shù)才能得以實(shí)現(xiàn)。

變柵距光柵的制作方法分為兩種，機(jī)械刻劃與全息曝光。與刻劃光柵相比，全息光柵制作簡單，便于改變刻線形狀，可制作的基底類型更加豐富，且具有無鬼線，雜散光低等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)今變柵距光柵的制作主要有兩種方法，一種方法是使用球面波干涉曝光，使得基底表面不同的點(diǎn)以不同的干涉角度曝光，形成變柵距光柵，通過合理的選擇記錄參數(shù)可以消除特定階次像差。另一種方法是使用非球面波干涉曝光，進(jìn)一步增加了記錄光路的自由度，理論計(jì)算可設(shè)計(jì)出與期望刻線密度函數(shù)完全符合的變柵距光柵，消除高階像差。但在實(shí)際制作過程中，由于其制作光路較為復(fù)雜且引入了輔助鏡，為滿足設(shè)計(jì)要求，對輔助鏡的加工以及記錄參數(shù)的調(diào)試都有較高的要求，工藝上不易實(shí)現(xiàn)，往往導(dǎo)致制作的變柵距光柵的刻線密度函數(shù)與期望刻線密度函數(shù)存在較大的誤差。由于球面波曝光光路僅有四個(gè)記錄參數(shù)，工藝上實(shí)現(xiàn)調(diào)試精度相對容易，進(jìn)而得到符合設(shè)計(jì)要求的變柵距光柵，因此深入研究球面波曝光下的平面變柵距光柵設(shè)計(jì)及記錄參數(shù)的優(yōu)化算法具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有方法制作的變柵距光柵的刻線密度函數(shù)與期望刻線密度函數(shù)存在較大的誤差的問題，提供一種平面變柵距光柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

步驟一、利用球面波曝光系統(tǒng)，獲得平面變柵距光柵的子午線期望刻線密度函數(shù)，用公式表示為：

n=n10+n20y+32n30y2+12n40y3]]>

式中，n₁₀、n₂₀、n₃₀和n₄₀為系數(shù)期望刻線密度函數(shù)的系數(shù)；

步驟二、根據(jù)變柵距光柵的光程函數(shù)F，獲得平面光柵的離焦F₂₀，子午彗差F₃₀，球差F₄₀，F(xiàn)用公式表示為：

F＝r_C+r_D+yF₁₀+y²F₂₀+y³F₃₀+y⁴F₄₀