[发明专利]多个光栅刻刀并行干涉控制式光栅刻划方法

说明书

多个光栅刻刀并行干涉控制式光栅刻划方法属于平面衍射光栅制作领域，目的在于解决现有技术存在的难以实现米级以上大尺寸光栅的精密刻划和光栅刻划效率低的问题。本发明以下步骤：步骤一：将n套刻划系统以相等的间距D并行安装于主机座上；步骤二：将用于光栅转刃实验的光栅基底安装在光栅基底承载工作台上，对n套刻划系统中的光栅刻刀进行转刃实验；步骤三：将用于光栅预刻划实验的光栅基底安装在光栅基底承载工作台上，进行光栅预刻划实验，得到第2到第n块子光栅相对于第1块子光栅的刻线位置误差E₂、E₃……E_n；步骤四：根据步骤三中得到的第2到第n块子光栅相对于第1块子光栅的刻线位置误差E₂、E₃……E_n进行光栅母板刻划。

技术领域

本发明属于机械刻划平面衍射光栅制作领域，具体涉及一种多个光栅刻刀并行干涉控制式光栅刻划方法。

背景技术

机械刻划法是制作平面衍射光栅的主要方法之一。该方法一般工作于罗兰工作方式，即刻划系统带动光栅刻刀做往复运动，分度系统带动光栅基底承载工作台做单向进给运动。光栅刻刀的功能是在光栅基底的铝膜上挤压出一条条固定间距的光栅刻线。

现有的光栅机械刻划法仅采用单光栅刻刀来实现整个光栅的刻划，主要存在以下两方面的缺点：1)在光栅刻划超过一定刻划面积后，如400mm×600mm，光栅刻刀的磨损逐渐加剧，并且开始出现光栅刻刀的崩口现象；从而导致光栅刻槽的实际形状与预设形状的偏差逐渐变大，光栅表面的平整度及光栅刻线的均匀性越来越差；最终导致光栅衍射效率逐渐降低、光栅杂散光逐渐变大，严重影响着机械刻划光栅的应用领域及应用水平；2)仅采用一个光栅刻刀实现整个光栅的刻划，使得光栅刻划时间较长，例如对于刻划面积为400mm×600mm的高刻线密度光栅而言，如刻线密度≥600line/mm，一般需要几个月甚至几年的刻划时间；因此，现有的光栅机械刻划方法的刻划效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种多个光栅刻刀并行干涉控制式光栅刻划方法，解决现有技术存在的难以实现米级以上大尺寸光栅的精密刻划和光栅刻划效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的多个光栅刻刀并行干涉控制式光栅刻划方法包括以下步骤：

步骤一：将n套刻划系统以相等的间距D并行安装于主机座上，每套刻划系统的刻划刀架上设置有压电执行器、位置测量干涉计和参考反射镜；

步骤二：将用于光栅转刃实验的光栅基底安装在光栅基底承载工作台上，对n套刻划系统中的光栅刻刀进行转刃实验；

步骤三：将用于光栅预刻划实验的光栅基底安装在光栅基底承载工作台上，进行光栅预刻划实验，得到第2到第n块子光栅相对于第1块子光栅的刻线位置误差E₂、E₃……E_n；

步骤四：根据步骤三中得到的第2到第n块子光栅相对于第1块子光栅的刻线位置误差E₂、E₃……E_n进行光栅模板刻划，具体步骤为：

1)根据步骤三中得到的第2至第n块子光栅相对于第1块子光栅的刻线位置误差，计算得到n块子光栅的各刻线理想位置的计算表达式分别为：k×d、k×d-E₂……k×d-E_n-1、k×d-E_n，其中k为当前刻线数，d为光栅栅距；

2)准备光栅刻划条件，将每套刻划系统上的压电执行器的位置设置在其总行程的一半位置处，将n套刻划系统中的刻划刀架移动至刻划的起始位置，将n套刻划系统中的位置测量干涉计的读数清零；将用于光栅母版刻划的光栅基底固定在光栅基底承载工作台上；

3)根据光栅刻划总长度G_w设置n套刻划系统中光栅刻刀对应的刻划长度，开始刻划；