全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置制造方法
【專利摘要】全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，屬于光譜【技術(shù)領(lǐng)域】，為解決現(xiàn)在全息變間距光柵曝光系統(tǒng)裝調(diào)過(guò)程中，測(cè)量難度大、精度低的問(wèn)題，包括檢測(cè)光源與光柵基底夾持檢測(cè)平臺(tái)；所述檢測(cè)光源用于提供兩支相干平行光；由激光器、入射光纖準(zhǔn)直鏡、Y型單模光纖、第一出射光纖準(zhǔn)直鏡和第二出射光纖準(zhǔn)直鏡組成，激光器產(chǎn)生的激光，通過(guò)入射光纖準(zhǔn)直鏡會(huì)聚進(jìn)入Y型單模光纖，激光從Y型單模光纖出射后經(jīng)第一出射光纖準(zhǔn)直鏡與第二光纖準(zhǔn)直鏡后成平行光；所述基底夾持檢測(cè)平臺(tái)用于產(chǎn)生參考光，并記錄待測(cè)光與參考光的干涉條紋，由底座、角度盤(pán)、定位槽、微調(diào)滑塊、擺臂、管夾、擴(kuò)束鏡、半透半反鏡和CCD相機(jī)、立柱、一維調(diào)整卡具和自動(dòng)定心鏡架組成。
【專利說(shuō)明】全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光譜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全息變間距光柵具有不等間距的彎曲刻線。通過(guò)優(yōu)化刻線的溝槽函數(shù)，可以消除一定像差，進(jìn)而提高光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。應(yīng)用全息變間距光柵可極大的提高光譜儀器的性能。
[0003]全息變間距光柵的制作原理是利用光刻膠記錄兩束相干球面波或者非球面波的干涉條紋，然后經(jīng)顯影轉(zhuǎn)化為浮雕輪廓。在全息變間距光柵的制作過(guò)程中，曝光光路的參數(shù)決定光柵的刻線的溝槽函數(shù)。制約全息變間距光柵應(yīng)用的瓶頸主要在其曝光過(guò)程裝調(diào)難度大。
[0004]全息變間距光柵包含利用兩球面波干涉制作的光柵與利用兩非球面波干涉制作的光柵兩種。利用兩非球面波制作的全息變間距光柵的曝光裝置包括激光器、擴(kuò)束鏡、分束器、兩平面反射鏡、兩空間濾波器、兩非平面反射鏡、光柵基底，及起固定調(diào)整作用的鏡架，升降桿座與磁性底座。決定光柵刻線間距與彎曲程度的曝光參數(shù)包括兩個(gè)空間濾波器的針孔到各自反射鏡中心的距離、兩反射鏡中心到光柵基底中心的距離、兩入射光與各自反射鏡法線的夾角、反射鏡中心和基底中心連線與基底法線的夾角以及反射鏡的曲率參數(shù)。利用兩非球面波干涉制作的光柵具有更多可優(yōu)化的參數(shù)，因而具有更好的應(yīng)用前景。然而由于光路中參數(shù)較多，且包含非平面反射鏡，給光路的裝調(diào)帶來(lái)了極大的困難。同時(shí)，曝光光路參數(shù)的誤差對(duì)制作出的光柵質(zhì)量影響極大，因此研制出曝光光路的裝調(diào)裝置對(duì)全息變間距光柵的制作至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)在全息變間距光柵曝光系統(tǒng)裝調(diào)過(guò)程中，測(cè)量難度大、精度低的問(wèn)題，提出一種在全息變間距光柵制作過(guò)程中能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量曝光系統(tǒng)參數(shù)的裝置。
[0006]全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，包括檢測(cè)光源與光柵基底夾持檢測(cè)平臺(tái)；
[0007]所述檢測(cè)光源用于提供兩支相干平行光；由激光器、入射光纖準(zhǔn)直鏡、Y型單模光纖、第一出射光纖準(zhǔn)直鏡和第二出射光纖準(zhǔn)直鏡組成，激光器產(chǎn)生的激光，通過(guò)入射光纖準(zhǔn)直鏡會(huì)聚進(jìn)入Y型單模光纖，激光從Y型單模光纖出射后經(jīng)第一出射光纖準(zhǔn)直鏡與第二光纖準(zhǔn)直鏡后成平行光；
[0008]所述基底夾持檢測(cè)平臺(tái)用于產(chǎn)生參考光，并記錄待測(cè)光與參考光的干涉條紋，由底座、角度盤(pán)、定位槽、微調(diào)滑塊、擺臂、管夾、擴(kuò)束鏡、半透半反鏡和CCD相機(jī)、立柱、一維調(diào)整卡具和自動(dòng)定心鏡架組成；
[0009]角度盤(pán)水平設(shè)置在底座上，角度盤(pán)的邊緣設(shè)定位槽，角度盤(pán)的圓心位置設(shè)置轉(zhuǎn)軸；
[0010]定位槽內(nèi)設(shè)置微調(diào)滑塊；擺臂可卡在微調(diào)滑塊上，微調(diào)滑塊可帶動(dòng)擺臂沿定位槽的圓弧微小移動(dòng)；
[0011]擺臂呈“L”字型，一端設(shè)置C⑶相機(jī)，另一端從外端至內(nèi)依次設(shè)置管夾、擴(kuò)束鏡和半透半反鏡；第一出射光纖準(zhǔn)直鏡可固定在在管夾上，產(chǎn)生的平行光經(jīng)擴(kuò)束鏡后指向半透半反鏡中心，再經(jīng)半透半反鏡反射后射向CCD相機(jī)；
[0012]CXD相機(jī)的物平面在角度盤(pán)中軸上方；
[0013]立柱固定在底座之上，立柱上設(shè)置一維調(diào)整卡具；一維調(diào)整卡具另一端固定自動(dòng)定心鏡架，光柵基底將固定在自動(dòng)定心鏡架上；自動(dòng)定心鏡架的中軸指向角度盤(pán)正向，并與角度盤(pán)中心軸相交；
[0014]擴(kuò)束鏡、半透半反鏡、CXD相機(jī)和自動(dòng)定心鏡架中心的水平高度相同。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:已知待測(cè)光與參考光干涉條紋的變化函數(shù)，通過(guò)計(jì)算可以得出曝光光路的精確參數(shù)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)曝光系統(tǒng)的裝調(diào)；本發(fā)明利用了這一思路，不改變?nèi)⒆冮g距光柵曝光系統(tǒng)固有裝置，加入可產(chǎn)生兩支相干平行光的檢測(cè)光源；在光柵基底夾持平臺(tái)上加入擺臂、微調(diào)滑塊、空間濾波器、準(zhǔn)直鏡、半透半反鏡與角度盤(pán)等元件，用以產(chǎn)生參數(shù)已知的參考光，擺臂一端加入CCD相機(jī)，可記錄兩支光路的干涉條紋；該方法可以有效的增加曝光光路裝調(diào)精度。
[0016]在全息變間距光柵的制作中，通過(guò)利用本發(fā)明全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置能夠做到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲得具體數(shù)據(jù)，提高全息變間距光柵的裝調(diào)效率與精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置另一角度示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置應(yīng)用示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明所述微動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]如圖1、2所示，全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，包括檢測(cè)光源與光柵基底夾持檢測(cè)平臺(tái)。
[0023]所述檢測(cè)光源用于提供兩支相干平行光；由激光器1、入射光纖準(zhǔn)直鏡2、Y型單模光纖3、第一出射光纖準(zhǔn)直鏡4和第二出射光纖準(zhǔn)直鏡5組成,激光器I產(chǎn)生的激光，通過(guò)入射光纖準(zhǔn)直鏡2會(huì)聚進(jìn)入Y型單模光纖3，激光從Y型單模光纖3出射后經(jīng)第一出射光纖準(zhǔn)直鏡4與第二光纖準(zhǔn)直鏡5后成平行光。
[0024]所述基底夾持檢測(cè)平臺(tái)用于產(chǎn)生參考光，并記錄待測(cè)光與參考光的干涉條紋，由底座6、角度盤(pán)7、定位槽8、微調(diào)滑塊9、擺臂11、管夾12、擴(kuò)束鏡13、半透半反鏡14和CXD相機(jī)15、立柱16、一維調(diào)整卡具17和自動(dòng)定心鏡架18組成。
[0025]角度盤(pán)7水平設(shè)置在底座6上，角度盤(pán)7的邊緣設(shè)定位槽8，角度盤(pán)7的圓心位置設(shè)置轉(zhuǎn)軸。
[0026]定位槽8內(nèi)設(shè)置微調(diào)滑塊9 ;擺臂11可卡在微調(diào)滑塊9上，微調(diào)滑塊9可帶動(dòng)擺臂11沿定位槽的圓弧微小移動(dòng)。[0027]擺臂11呈“L”字型，一端設(shè)置C⑶相機(jī)15，另一端從外端至內(nèi)依次設(shè)置管夾12、擴(kuò)束鏡13和半透半反鏡14 ;第一出射光纖準(zhǔn)直鏡4可固定在在管夾12上，產(chǎn)生的平行光經(jīng)擴(kuò)束鏡13后指向半透半反鏡14中心，再經(jīng)半透半反鏡14反射后射向CXD相機(jī)15。
[0028]CXD相機(jī)15的物平面在角度盤(pán)7中軸上方。
[0029]立柱16固定在底座6之上，立柱16上設(shè)置一維調(diào)整卡具17 ;—維調(diào)整卡具17另一端固定自動(dòng)定心鏡架18，光柵基底將固定在自動(dòng)定心鏡架18上；自動(dòng)定心鏡架18的中軸同樣指向角度盤(pán)7的正向，并與其中心軸相交。
[0030]擴(kuò)束鏡13、半透半反鏡14、CXD相機(jī)15、自動(dòng)定心鏡架18中心的水平高度相同。
[0031]如圖3所示，將光柵基底固定在自動(dòng)定心鏡架上，利用千分尺、量角器粗略調(diào)整光柵基底21、兩非平面反射鏡20、兩空間濾波器19位置。
[0032]將檢測(cè)光源的第一出射光纖準(zhǔn)直鏡4產(chǎn)生的平行光接入管夾12，入射光經(jīng)擴(kuò)束鏡13擴(kuò)束后經(jīng)半反半透鏡14照射在CXD相機(jī)15上。
[0033]將第二出射光纖準(zhǔn)直鏡5產(chǎn)生的平行光接入其中一只曝光光路中，經(jīng)曝光光路中的空間濾波器19濾波，經(jīng)非平面反射鏡20反射后變成非球面波，調(diào)整擺臂11角度，令CCD相機(jī)15平面盡可能垂直入射的非球面波，記錄擺臂11相對(duì)于角度盤(pán)7的轉(zhuǎn)角。
[0034]通過(guò)C⑶相機(jī)15記錄的干涉條紋，通過(guò)圖像處理、擬合、計(jì)算等過(guò)程計(jì)算出曝光光路參數(shù)與理想?yún)?shù)的失調(diào)量，通過(guò)失調(diào)量調(diào)整曝光光路參數(shù)，依次循環(huán)直至得出滿意結(jié)果，再通過(guò)這一方法調(diào)整另一只光路。
[0035]檢測(cè)光源中的激光器I米用固體激光器，波長(zhǎng)為543.8nm。
[0036]Y型單模光纖3模場(chǎng)直徑為3.5±0.5 μ m。
[0037]擴(kuò)束鏡13的放大倍率為20倍。
[0038]定位槽8底部對(duì)應(yīng)角度盤(pán)7的10°至170°，每5°處設(shè)置定位孔，精度為0.001°。
[0039]C⑶相機(jī)15為高靈敏度科學(xué)級(jí)(XD，像素?cái)?shù)≥2000 X 2000個(gè)，像元不大于5 μ m。
[0040]如圖4所示，微調(diào)滑塊9包括滑塊底座9-1、滑塊上蓋9-2、定位孔9_3、穩(wěn)定齒輪9_4、調(diào)整齒輪9_5、固定齒輪9_6、擺臂卡槽9_7、角度顯不盤(pán)9_8和旋鈕9_9 ;二個(gè)固定齒輪9-6設(shè)置在滑塊底座9-1上，用于限制穩(wěn)定齒輪9-4和調(diào)整齒輪9-5。擺臂11位于擺臂卡槽9-7內(nèi)?；瑝K上蓋9-2介于擺臂11與滑塊底座9-1之間。定位孔9-3可通過(guò)定位銷10固定在定位槽8定位孔內(nèi)，起固定滑塊底座9-1的作用。穩(wěn)定齒輪9-4起限制滑塊上蓋9-2移動(dòng)軌跡的作用；旋鈕9-9與調(diào)整齒輪9-5配合，可帶動(dòng)調(diào)整齒輪9-5轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑塊上蓋9-2相對(duì)與滑塊底座9-1移動(dòng)。角度顯示盤(pán)9-8在擺臂卡槽9-7左端面上，與調(diào)整齒輪9-5相連，可顯示調(diào)整齒輪9-5旋轉(zhuǎn)角度，角度顯示盤(pán)9-8有5個(gè)刻度，每個(gè)刻度角間距為1°，精度為 0.001°。
【權(quán)利要求】
1.全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，其特征是，包括檢測(cè)光源與光柵基底夾持檢測(cè)平臺(tái)； 所述檢測(cè)光源用于提供兩支相干平行光；由激光器(1)、入射光纖準(zhǔn)直鏡(2 )、Y型單模光纖(3)、第一出射光纖準(zhǔn)直鏡(4)和第二出射光纖準(zhǔn)直鏡(5)組成，激光器(I)產(chǎn)生的激光，通過(guò)入射光纖準(zhǔn)直鏡(2)會(huì)聚進(jìn)入Y型單模光纖(3)，激光從Y型單模光纖(3)出射后經(jīng)第一出射光纖準(zhǔn)直鏡(4)與第二光纖準(zhǔn)直鏡(5)后成平行光；所述基底夾持檢測(cè)平臺(tái)用于產(chǎn)生參考光，并記錄待測(cè)光與參考光的干涉條紋，由底座(6)、角度盤(pán)(7)、定位槽(8)、微調(diào)滑塊(9)、擺臂(11)、管夾(12)、擴(kuò)束鏡(13)、半透半反鏡(14)和CXD相機(jī)(15 )、立柱(16 )、一維調(diào)整卡具(17 )和自動(dòng)定心鏡架(18 )組成； 角度盤(pán)(7)水平設(shè)置在底座(6)上，角度盤(pán)(7)的邊緣設(shè)定位槽(8)，角度盤(pán)(7)的圓心位置設(shè)置轉(zhuǎn)軸； 定位槽(8 )內(nèi)設(shè)置微調(diào)滑塊(9 );擺臂(11)可卡在微調(diào)滑塊(9 )上，微調(diào)滑塊(9 )可帶動(dòng)擺臂(11)沿定位槽的圓弧微小移動(dòng)； 擺臂(11)呈“L”字型，一端設(shè)置C⑶相機(jī)(15)，另一端從外端至內(nèi)依次設(shè)置管夾(12)、擴(kuò)束鏡(13)和半透半反鏡(14);第一出射光纖準(zhǔn)直鏡(4)可固定在在管夾(12)上，產(chǎn)生的平行光經(jīng)擴(kuò)束鏡(13)后指向半透半反鏡(14)中心，再經(jīng)半透半反鏡(14)反射后射向CXD相機(jī)(15)； C⑶相機(jī)(15)的物平面在角度盤(pán)(7)中軸上方； 立柱(16)固定在底座(6)之上，立柱(16)上設(shè)置一維調(diào)整卡具(17);—維調(diào)整卡具(17)另一端固定自動(dòng)定心鏡架(18)，光柵基底將固定在自動(dòng)定心鏡架(18)上；自動(dòng)定心鏡架(18)的中軸指向角度盤(pán)(7)正向，并與角度盤(pán)中心軸相交； 擴(kuò)束鏡(13)、半透半反鏡(14)、CXD相機(jī)(15)和自動(dòng)定心鏡架(18)中心的水平高度相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，其特征是，微調(diào)滑塊(9)包括滑塊底座(9-1)、滑塊上蓋(9-2)、定位孔(9-3)、穩(wěn)定齒輪(9-4)、調(diào)整齒輪(9-5)、固定齒輪(9_6)、擺臂卡槽(9_7)、角度顯不盤(pán)(9_8)和旋鈕(9_9);固定齒輪(9_6)設(shè)置在滑塊底座(9-1)上，用于限制穩(wěn)定齒輪9-4和調(diào)整齒輪9-5 ;擺臂(11)位于擺臂卡槽(9-7)內(nèi)；滑塊上蓋(9-2)介于擺臂(11)與滑塊底座(9-1)之間；定位孔(9-3)可通過(guò)定位銷(10)固定在定位槽(8)定位孔內(nèi)，起固定滑塊底座(9-1)的作用；穩(wěn)定齒輪(9-4)起限制滑塊上蓋(9-2)移動(dòng)軌跡的作用；旋鈕(9-9)與調(diào)整齒輪(9-5)配合，可帶動(dòng)調(diào)整齒輪(9-5)轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑塊上蓋(9-2)相對(duì)與滑塊底座(9-1)移動(dòng)。角度顯示盤(pán)(9-8)在擺臂卡槽(9-7)左端面上，與調(diào)整齒輪(9-5)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，其特征是，激光器(I)米用固體激光器，波長(zhǎng)為543.8nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，其特征是，Y型單模光纖(3)的模場(chǎng)直徑為3.5±0.5 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，其特征是，擴(kuò)束鏡(13)的放大倍率為20倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息變間距光柵曝光光路的裝調(diào)裝置，其特征是，所用定位槽(8)底部，對(duì)應(yīng)角度 盤(pán)(7)的10°至170°，每5°處設(shè)置定位孔，精度為0.001°。
【文檔編號(hào)】G03H1/12GK103472512SQ201310449542
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】鞏巖, 劉壯 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