[发明专利]一种全息光栅光刻系统中干涉光路自准直的调节方法

说明书

本发明属于信息光学领域，涉及一种全息光栅光刻系统中干涉光路自准直的调节方法，为解决制作平行等间距条纹全息光栅时曝光光束平行度差的技术问题，在准直透镜的后方放置体布拉格光栅，曝光光束入射至体布拉格光栅的入射角等于所述体布拉格光栅的布拉格角，在曝光光束入射至体布拉格光栅后的‑1级透射衍射光路上放置光电探测器；沿着光轴前后移动针孔滤波器，实时观察光电探测器的读数，当光电探测器的读数最大时，固定针孔滤波器并且保持第一针孔滤波器与第一准直透镜间距恒定；本发明提出了一种自准直光路的调节方法，用体布拉格光栅来检测自准直光的平行度，代替传统的莫尔条纹调节方法，操作简单，具有很强的实用价值。

技术领域

本发明属于信息光学领域，涉及一种干涉光路自准直光路的调节方法。

背景技术

平面平行等间距条纹全息光栅是一种重要的衍射光学元件，广泛应用于光谱仪、光通信、光学计量、强激光系统等。该类光栅对光栅条纹的平行性也提出了苛刻的要求，记录光的平行性差，直接影响到光栅的波像差。因此，记录全息光栅的平行光的自准直性要好。准直光路的光学器件一般用非球面透镜或离轴抛物面镜来自准直，获得平行光。常见的全息光路准直性检测方法有莫尔条纹法和标准参考光栅法。莫尔条纹法：如附图2所示，先用自准直法，将平行光再返回针孔滤波器，根据先验知识，返回的光斑直径约5mm，认为针孔位于透镜的前焦点上，产生平行光；按照传统的全息曝光和显影，将制作的光栅基板旋转180度置于原光路中，调节莫尔条纹周期到厘米量级，观察莫尔条纹，若发现莫尔条纹呈碗状弯曲，则说明针孔离焦，调节针孔的前后位置，直至莫尔条纹成水平状态，记录水平调节的位移量，然后返回调节量的一半，此时针孔位于准直透镜的前焦面上，该方法需要制作检测光栅，容易受到环境的影响，时效性差。准标参考光栅法：将标准光栅置于带曝光支架上，如附图2所示，先用自准直法，将平行光再返回针孔滤波器，根据先验知识，返回的光斑直径约5mm，认为针孔位于透镜的前焦点上，产生平行光，观察标准参考光栅的莫尔条纹，调节莫尔条纹周期到厘米量级，若发现莫尔条纹呈碗状弯曲，则说明针孔离焦，调节针孔的前后位置，直至莫尔条纹成水平状态，此时说明针孔位于准直透镜的前焦面上，该方法需要标准参考光栅，标准光栅制作十分复杂，需要用干涉仪反复检测，直至制备出低像差的标准光栅。

发明内容

为解决制作平行等间距条纹全息光栅时曝光光束平行度差的技术问题，本发明技术方案如下：

一种全息光栅光刻系统中干涉光路自准直的调节方法，所述的全息光栅光刻系统用于制作平行等间距条纹的全息光栅；该全息光栅光刻系统包括相干光源、分束器、第一反射镜，第二反射镜，第一针孔滤波器，第二针孔滤波器，第一准直透镜，第二准直透镜；

相干光源发出的光经过分束器后被分成透射光路和反射光路；沿着光传播方向反射光路上依次放置第一反射镜、第一针孔滤波器、第一准直透镜；透射光路上依次放置第二反射镜、第二针孔滤波器、第二准直透镜；反射光路经过第一准直透镜后的光作为第一曝光光束，透射光路经过第二准直透镜后的光作为第二曝光光束；

其特征在于：

以靠近相干光源端为前方，光传播方向为后方；在第一准直透镜的后方放置体布拉格光栅，且第一曝光光束入射至体布拉格光栅的入射角等于所述体布拉格光栅的布拉格角；在第一曝光光束入射至体布拉格光栅后的-1级透射衍射光路上放置光电探测器；

将第一针孔滤波器沿着光轴前后移动，实时观察光电探测器的读数；当光电探测器的读数最大时，固定第一针孔滤波器并且保持第一针孔滤波器与第一准直透镜间距恒定；

再将所述的体布拉格光栅放置在第二准直透镜的后方，且第二曝光光束入射至体布拉格光栅的入射角等于所述体布拉格光栅的布拉格角；将所述的光电探测器放置在第二曝光光束入射至体布拉格光栅后的-1级透射衍射光路上；

将第二针孔滤波器沿着光轴前后移动，实时观察所述光电探测器的读数；当光电探测器的读数最大时，固定第二针孔滤波器并且保持第二针孔滤波器与第二准直透镜间距恒定；