專利名稱：全息位相差放大中縮小衍射角的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與全息位相差放大有關(guān)，特別是涉及一種全息位相差放大中縮小衍射角的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著同步輻射光源、高功率大口徑激光器的迅猛發(fā)展，迫切需要對(duì)這些大型光學(xué)工程中所使用的大口徑光學(xué)元件進(jìn)行超精密檢驗(yàn)，通常使用的光學(xué)干涉儀、刀口儀等，其檢測(cè)精度僅為(1/30～1/60)波長(zhǎng)，而實(shí)驗(yàn)要求在1/100波長(zhǎng)以下，即達(dá)到納米量級(jí)，因此，這種高精密的波面測(cè)試，在某種程度上制約了我國(guó)大型光學(xué)工程的發(fā)展。
中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所發(fā)明人陳建文、高鴻奕、謝紅蘭、徐至展等所提供的同軸記錄位相差放大全息裝置(見在先技術(shù)同軸記錄位相差放大全息裝置，申請(qǐng)?zhí)?3141894.5)，如圖1所示。
同軸記錄位相差放大全息裝置如圖1所示，它包含激光光源1，望遠(yuǎn)鏡2，全息圖3，透鏡4，光闌5，透鏡6和位相差放大全息圖7。
所說的激光光源1是一臺(tái)單模運(yùn)轉(zhuǎn)的He-Ne激光器；所說的望遠(yuǎn)鏡2是一臺(tái)放大100倍的擴(kuò)束系統(tǒng)，其功能是將直徑為1mm的光束擴(kuò)大成直徑為100mm的光束；所說的全息圖3是用常規(guī)方法獲得的全息圖，如電子全息圖或者是位相差放大的光學(xué)全息圖。所說的透鏡4和5是一種高質(zhì)量消球差的光學(xué)透鏡，透鏡4的焦距為f1，透鏡5的焦距為f2，nf1＝f2。
所說的光闌6是一種空間濾波裝置，它的功能在于，能通過待放大的衍射波及其共扼波。當(dāng)全息圖3被激光光源1通過望遠(yuǎn)鏡2擴(kuò)束照明以后，經(jīng)透鏡4會(huì)產(chǎn)生正負(fù)各級(jí)衍射波，并在光闌5上產(chǎn)生衍射焦斑。如果在光闌5上開了兩個(gè)小孔，只讓+M級(jí)和-N級(jí)通過，那么+M級(jí)和-N級(jí)衍射波再經(jīng)透鏡6，在透鏡6的焦平面上，兩列波相互重疊，產(chǎn)生新的全息圖，這個(gè)位相差放大全息圖將全息圖3的位相差放大了(M+N)倍，這個(gè)過程可以反復(fù)進(jìn)行。
這種同軸記錄位相差放大全息裝置，已獲得了廣泛的應(yīng)用，可以把位相差放大到底片的極限位置，但實(shí)際上，隨著放大倍數(shù)的提高，所使用的透鏡4和透鏡6的口徑也越來越大，對(duì)透鏡的質(zhì)量也要求愈來愈高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述在先技術(shù)中存在的不足，提出一種全息位相差放大中縮小衍射角的方法，以保證在位相差放大過程中，衍射角不至于放大許多，造成全息位相差放大裝置的制造困難。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種全息位相差放大中縮小衍射角的方法，其特征在于該方法包括下列步驟1)將全息圖的位相差放大了的位相差放大全息圖置于一工作臺(tái)上，用一擴(kuò)孔以后的平行的He-Ne激光照明它；2)用一放大2倍到4倍的成像透鏡將上述位相差放大全息圖進(jìn)行光學(xué)放大；3)用一張全息干板將條紋間距放大了的全息圖進(jìn)行記錄，然后進(jìn)行暗室顯影、定影處理，再吹干，再把這張新記錄的放大了條紋間距的全息圖放到圖1中代替原全息圖，再進(jìn)行位相差放大；4)按上述1-3步重復(fù)操作，可獲得更高放大倍數(shù)的位相差放大全息圖。
本發(fā)明的技術(shù)效果這種方法非常簡(jiǎn)單，卻很有效，將全息圖的位相差放大50～100倍，不必采用大口徑消球差的透鏡。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行位相差放大時(shí)，由于放大倍數(shù)的增加，衍射角逐步增大，所用的透鏡4和透鏡6的口徑要越來越大，并要求消像差，根據(jù)全息干涉條紋公式sin12θ=λ2d]]>式中，λ是記錄波長(zhǎng)，θ是物束和參考束記錄干板和法線的夾角，d是干涉條紋間距，從上式可以看出，增大條紋間距，可以縮小衍射角，而增大全息圖的干涉條紋間距，能夠采用光學(xué)透鏡進(jìn)行放大，從而避免了采用大口徑消像差透鏡。


圖1是同軸記錄位相差放大全息裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，利用本發(fā)明采用圖1裝置進(jìn)行全息圖的位相差放大時(shí)，但透鏡4和透鏡6的口徑不用越來越大，對(duì)透鏡的質(zhì)量也不用愈來愈高。本發(fā)明全息位相差放大中縮小衍射角的方法分以下步驟進(jìn)行1)當(dāng)位相差放大全息圖的放大倍數(shù)達(dá)到10倍時(shí)，由于衍射條紋間距比未放大前增加10倍，從而衍射角也增大了。將這種全息圖放置在工作臺(tái)上，用一擴(kuò)孔以后的平行的He-Ne激光照明它；2)用一放大倍數(shù)為2倍的成像透鏡將上述位相差放大全息圖進(jìn)行光學(xué)放大；3)用一張全息干板將條紋間距放大了的全息圖進(jìn)行記錄，然后進(jìn)行暗室顯影、定影處理，再吹干，由于條紋間距放大2倍，此時(shí)衍射角也減小了，再把這張新記錄的放大了條紋間距的全息圖放到圖1同軸記錄位相差放大全息裝置中代替原全息圖3，再進(jìn)行位相差放大，如此反復(fù)循環(huán)，可獲得位相差高倍放大，例如50～100倍位相差放大，而采用的卻不是大口徑消球差透鏡。
權(quán)利要求
1.一種全息位相差放大中縮小衍射角的方法，其特征在于該方法包括下列步驟1)將全息圖的位相差放大了的位相差放大全息圖置于工作臺(tái)上，用一擴(kuò)孔以后的平行的He-Ne激光照明它；2)用一放大倍率為2到4倍的成像透鏡將所述的位相差放大全息圖進(jìn)行光學(xué)放大；3)用一張全息干板將條紋間距放大了的全息圖進(jìn)行記錄，然后進(jìn)行暗室顯影、定影處理，再吹干，再把這張新記錄的放大了條紋間距的全息圖放到同軸記錄位相差放大全息裝置中代替原全息圖，再進(jìn)行位相差放大；4)按上述1-3步重復(fù)操作，可獲得更高放大倍數(shù)的位相差放大全息圖。
全文摘要
一種全息位相差放大中縮小衍射角的方法，包括下列步驟將全息圖的位相差放大了的位相差放大全息圖置于一工作臺(tái)上，用一擴(kuò)孔以后的平行的He－Ne激光照明它；用一放大倍率為2倍到4的成像透鏡將所述的位相差放大全息圖進(jìn)行光學(xué)放大；用一張全息干板將條紋間距放大了的全息圖進(jìn)行記錄，然后進(jìn)行暗室顯影、定影處理，再吹干，再把這張新記錄的放大了條紋間距的全息圖放到同軸記錄位相差放大全息裝置中代替原全息圖，再進(jìn)行位相差放大；按上述步驟重復(fù)操作，可獲得更高放大倍數(shù)的位相差放大全息圖。本發(fā)明方法非常簡(jiǎn)單，卻很有效，將全息圖的位相差放大50～100倍，不必采用大口徑消球差的透鏡。
文檔編號(hào)G01B11/00GK1603978SQ200410084270
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者陳建文, 高鴻奕, 李儒新, 徐至展 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所