專(zhuān)利名稱：一種在全息光柵制作光路中精確調(diào)整刻線密度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種在全息光柵制作光路中精確調(diào)整刻線密
度的方法。
背景技術(shù)：
光柵常數(shù)是衍射光柵非常重要的技術(shù)指標(biāo)，所謂光柵常數(shù)是指每毫米刻線數(shù)的倒 數(shù)，它決定光柵的色散率和分辨率，光柵常數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響光譜儀器的波長(zhǎng)精度，在制 作過(guò)程中必須給予嚴(yán)格控制。 制作全息光柵時(shí)，將涂有光致抗蝕劑的光柵基底放在干涉場(chǎng)中曝光，由光致抗蝕 劑記錄干涉場(chǎng)中的干涉條紋，該干涉條紋的密度即為被制作光柵的刻線密度。當(dāng)曝光波長(zhǎng) 一定時(shí)，干涉條紋的密度唯一取決于兩束平行光的夾角。常規(guī)檢測(cè)刻線密度的方法一般都 是在完成光柵制作后，通過(guò)測(cè)量光柵0級(jí)與1級(jí)衍射光的夾角來(lái)計(jì)算光柵的刻線密度，測(cè)量 誤差較大，光路調(diào)整過(guò)程沒(méi)有固定基準(zhǔn)可依，僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，往往要經(jīng)過(guò)多個(gè)光柵制作 回合，并且很難達(dá)到要求的精度。 與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為CN 1544994A，發(fā)明名稱為"一種平 面全息光柵制作中精確調(diào)整刻線密度的方法"，在該方法中，建立的全息光柵曝光裝置如圖 1所示，包括激光光源1、第一反射鏡2和第二反射鏡3、擴(kuò)束濾波器4、準(zhǔn)直反射鏡5、第一 調(diào)整反射鏡6、第二調(diào)整反射鏡7和干涉場(chǎng)8 ;以標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)刻光柵做為基準(zhǔn)光柵，調(diào)整干涉場(chǎng) 8的干涉條紋密度與基準(zhǔn)光柵刻線密度一致，使待制作的全息光柵刻線密度的名義值與機(jī) 刻光柵的刻線密度一致。這種方法簡(jiǎn)便可行，易于操作，可以精確控制平面全息光柵刻線密 度。但是，這種方法只是針對(duì)具有兩個(gè)調(diào)整反射鏡的雙反射鏡曝光光學(xué)系統(tǒng)，不適用于洛艾 鏡式曝光光學(xué)系統(tǒng)。

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)明的目的在于建立一種簡(jiǎn)便可行的適用 于只有一個(gè)調(diào)整反射鏡的洛艾鏡式曝光光學(xué)系統(tǒng)的精確調(diào)整光柵刻線密度的方法。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在全息光柵制作光路中精確調(diào)整刻線密度 的方法。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為第一，配備一套用于全息光柵曝光的洛艾鏡式曝光光 學(xué)系統(tǒng)，如圖2所示，包括激光光源11、第一平面反射鏡12和第二平面反射鏡13、空間濾波 器14、準(zhǔn)直反射鏡15、調(diào)整反射鏡16、來(lái)自于準(zhǔn)直反射鏡15的第一束記錄光17、來(lái)自于調(diào) 整反射鏡16的第二束記錄光18和干涉場(chǎng)19 ;第二，在圖2所示的全息光柵曝光的洛艾鏡 式曝光光學(xué)系統(tǒng)中，在干涉場(chǎng)19中放置基準(zhǔn)光柵20，如圖3所示，使基準(zhǔn)光柵20的刻線方 向垂直于由第一束記錄光17和第二束記錄光18所組成的平面，基準(zhǔn)光柵20的表面面向準(zhǔn) 直反射鏡15，基準(zhǔn)光柵20的法線平行于調(diào)整反射鏡16的前表面，也就是說(shuō)基準(zhǔn)光柵20與 調(diào)整反射鏡16成90°夾角，此時(shí)，第一束記錄光17和第二束記錄光18照射到基準(zhǔn)光柵20 的表面上；調(diào)整調(diào)整反射鏡16和基準(zhǔn)光柵20，使第一束記錄光17經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)光柵20的-2級(jí)衍射光與第二束記錄光18經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)光柵20的+1級(jí)衍射光沿相同方向出射，在該兩束衍射 光出射的光路上置有接收屏21，接收屏21表面與兩束衍射光出射方向垂直，該兩束衍射光 出射到接收屏21上，在接收屏21上會(huì)形成莫爾條紋，如圖4所示，仔細(xì)調(diào)整調(diào)整反射鏡16 和基準(zhǔn)光柵20的俯仰角和方位角，以保證在接收屏21上得到的莫爾條紋垂直于由第一束 記錄光17和第二束記錄光18所組成的平面，并且條紋寬度最大；這時(shí)，干涉場(chǎng)19中的干涉 條紋密度與基準(zhǔn)光柵20的刻線密度相同；第三，取下基準(zhǔn)光柵20和接收屏21，將涂有光致 抗蝕劑的光柵基底22放在原來(lái)的基準(zhǔn)光柵20所在的位置，如圖5所示，使涂有光致抗蝕劑 的光柵基底22記錄由第一束記錄光17和第二束記錄光18形成的的干涉條紋，該干涉條紋 的密度即為被制作全息光柵的刻線密度。 本發(fā)明工作原理說(shuō)明在干涉條紋的定域面放置一個(gè)與待制作的全息光柵光柵常 數(shù)相同的機(jī)刻光柵作為基準(zhǔn)光柵，兩束記錄光經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)光柵衍射后相疊加，便產(chǎn)生莫爾條 紋，通過(guò)對(duì)莫爾條紋的檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干涉場(chǎng)條紋周期的精確調(diào)整。在干涉場(chǎng)19中放入基準(zhǔn) 光柵20，調(diào)整基準(zhǔn)光柵20表面與調(diào)整反射鏡16表面成90°夾角；調(diào)整調(diào)整反射鏡16和基 準(zhǔn)光柵20的俯仰和方位，使第一束記錄光17經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)光柵20的-2級(jí)衍射光與第二束記 錄光18經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)光柵20的+1級(jí)衍射光沿相同方向出射，在該方向置有接收屏21，在接收 屏21上會(huì)形成莫爾條紋，仔細(xì)調(diào)整調(diào)整反射鏡16和基準(zhǔn)光柵20的俯仰角和方位角，以保 證在接收屏21上得到的莫爾條紋垂直于由第一束記錄光17和第二束記錄光18所組成的 平面，并且條紋寬度最大；這時(shí)，干涉場(chǎng)19中的干涉條紋方向與基準(zhǔn)光柵20的刻線方向相 同，干涉場(chǎng)19中的干涉條紋密度與基準(zhǔn)光柵20的刻線密度相同，該干涉條紋的密度就是待 制作全息光柵的刻線密度。 本發(fā)明的積極效果通過(guò)莫爾條紋法精確調(diào)整全息光柵制作光路中刻線密度，能 夠?qū)?duì)微米級(jí)的干涉場(chǎng)干涉條紋的周期測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)毫米級(jí)的莫爾條紋的測(cè)量，使不能精 確確定的全息光柵光柵常數(shù)變得容易確定，采用這種方法對(duì)于制作高精度平面全息光柵具 有較大的實(shí)際意義。


圖1是已有技術(shù)中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為CN 1544994A的全息光柵曝光裝置光路結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖2是本發(fā)明中采用的全息光柵曝光裝置光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是在圖2所示的全息曝光裝置光路中加入基準(zhǔn)光柵和接收屏所形成的干涉光 路示意圖； 圖4是圖3所示的干涉光路中接收屏上顯示的莫爾條紋示意圖； 圖5是在圖2所示的干涉光路中加入涂有光致抗蝕劑的光柵基底的全息光柵制作
光路示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明按圖2、3、5所示光路結(jié)構(gòu)和按上述第一、第二、第三方法步驟實(shí)施，激光光 源11采用氪離子激光器，波長(zhǎng)為413. lnm，第一平面反射鏡12和第二平面反射鏡13為玻璃 基底鍍鋁反射鏡，空間濾波器14由顯微物鏡和針孔組成，準(zhǔn)直反射鏡15的口徑為4 320mm、焦距f = 1. 2m，調(diào)整反射鏡16為玻璃基底鍍鋁反射鏡，基準(zhǔn)光柵20需要根據(jù)實(shí)際要求選擇 標(biāo)準(zhǔn)刻線密度的反射光柵，接收屏21采用普通白色毛玻璃，光柵基底22采用K9光學(xué)玻璃， K9光學(xué)玻璃上涂敷的光致抗蝕劑為日本產(chǎn)的Shipley 1805型光致抗蝕劑。
權(quán)利要求
一種在全息光柵制作光路中精確調(diào)整刻線密度的方法，是通過(guò)調(diào)整曝光光路中干涉場(chǎng)的干涉條紋密度實(shí)現(xiàn)的；其特征在于第一，配備一套用于全息光柵曝光的洛艾鏡式曝光光學(xué)系統(tǒng)，包括激光光源(11)、第一平面反射鏡(12)和第二平面反射鏡(13)、空間濾波器(14)、準(zhǔn)直反射鏡(15)、調(diào)整反射鏡(16)、來(lái)自于準(zhǔn)直反射鏡(15)的第一束記錄光(17)、來(lái)自于調(diào)整反射鏡(16)的第二束記錄光(18)和干涉場(chǎng)(19)；第二，在全息光柵曝光的洛艾鏡式曝光光學(xué)系統(tǒng)中，在干涉場(chǎng)(19)中放置基準(zhǔn)光柵(20)，使基準(zhǔn)光柵(20)的刻線方向垂直于由第一束記錄光(17)和第二束記錄光(18)所組成的平面，基準(zhǔn)光柵(20)的表面面向準(zhǔn)直反射鏡(15)，基準(zhǔn)光柵(20)的法線平行于調(diào)整反射鏡(16)的前表面，也就是說(shuō)基準(zhǔn)光柵(20)與調(diào)整反射鏡(16)成90°夾角，此時(shí)，第一束記錄光(17)和第二束記錄光(18)照射到基準(zhǔn)光柵(20)的表面上；調(diào)整調(diào)整反射鏡(16)和基準(zhǔn)光柵(20)，使第一束記錄光(17)經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)光柵(20)的-2級(jí)衍射光與第二束記錄光(18)經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)光柵(20)的+1級(jí)衍射光沿相同方向出射，在該兩束衍射光出射的光路上置有接收屏(21)，接收屏(21)表面與兩束衍射光出射方向垂直，該兩束衍射光出射到接收屏(21)上，在接收屏(21)上會(huì)形成莫爾條紋，仔細(xì)調(diào)整調(diào)整反射鏡(16)和基準(zhǔn)光柵(20)的俯仰角和方位角，以保證在接收屏(21)上得到的莫爾條紋垂直于由第一束記錄光(17)和第二束記錄光(18)所組成的平面，并且條紋寬度最大；這時(shí)，干涉場(chǎng)(19)中的干涉條紋密度與基準(zhǔn)光柵(20)的刻線密度相同；第三，取下基準(zhǔn)光柵(20)和接收屏(21)，將涂有光致抗蝕劑的光柵基底(22)放在原來(lái)的基準(zhǔn)光柵(20)所在的位置，使涂有光致抗蝕劑的光柵基底(22)記錄由第一束記錄光(17)和第二束記錄光(18)形成的的干涉條紋，該干涉條紋的密度即為被制作全息光柵的刻線密度。
全文摘要
一種在全息光柵制作光路中精確調(diào)整刻線密度的方法，屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種方法。要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在全息光柵制作光路中精確調(diào)整刻線密度的方法。解決的技術(shù)方案為步驟一，配備一套用于全息光柵曝光的洛艾鏡式曝光光學(xué)系統(tǒng)；步驟二，在洛艾鏡式曝光光學(xué)系統(tǒng)中置入基準(zhǔn)光柵，調(diào)整干涉場(chǎng)的干涉條紋密度與基準(zhǔn)光柵的刻線密度相同；步驟三，在基準(zhǔn)光柵位置放置涂有光致抗蝕劑的光柵基底用于曝光，使曝光后光柵的刻線密度與干涉場(chǎng)的干涉條紋密度相同。本方法通過(guò)莫爾條紋法將對(duì)微米級(jí)的干涉場(chǎng)干涉條紋的周期測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)毫米級(jí)的莫爾條紋的測(cè)量，能精確確定全息光柵的刻線密度，采用該方法對(duì)于制作全息光柵具有較大的實(shí)際意義。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101793988SQ20091021545
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者孔鵬, 巴音賀希格, 李文昊, 韓建, 齊向東 申請(qǐng)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