[发明专利]用于制作光栅的全息曝光系统及方法

说明书

本公开是关于一种用于制作光栅的全息曝光系统及方法，该系统包括改变光束偏振方向的第一波片和第二波片；偏振分光镜，将光源的光束分为第一光束和第二光束，并分别传至第一针孔滤波器和反射镜；第二波片，使第二光束与第一光束的偏振方向一致；反射镜，将第二光束反射至第二针孔滤波器；第一针孔滤波器和第二针孔滤波器分别对第一光束和第二光束进行滤波扩束，然后将第一光束和第二光束同时发送至准直镜的一侧；准直镜，位于两个针孔滤波器的中心光轴的会聚处，将第一光束和第二光束准直并发送至其另一侧形成干涉区，使其中的基板表面形成光栅图案；基板支架，用于安装基板并调节其位置。根据本公开实施例的系统可以制备高质量的大周期光栅。

技术领域

本公开涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种用于制作光栅的全息曝光系统及方法。

背景技术

衍射光栅为一种典型的衍射光学元件，被广泛应用于光谱分析、精密测量、集成光学、信息光学、激光脉冲压缩等领域。光栅的周期一般在几百纳米到几十微米范围之间，其中周期为几微米到几十微米的光栅属于大周期光栅，主要被应用于精密测量(例如光栅尺)和光谱成像系统中。

但是，制备大周期光栅时，制备光栅的曝光系统尺寸需要扩大，导致系统难以安装或稳定性下降，因此需要一种新的曝光系统，可以解决该问题使全息曝光光路适用于制备大周期的光栅。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种用于制作光栅的全息曝光系统及方法。

根据本公开实施例的一方面，提供一种用于制作光栅的全息曝光系统，包括第一波片、偏振分光镜、第一针孔滤波器、第二波片、反射镜、第二针孔滤波器、准直镜以及基板支架，所述第一波片用于改变光源发出的光束的偏振方向；所述偏振分光镜用于将光源发出的光束分为第一光束和第二光束，并将所述第一光束传至所述第一针孔滤波器，将所述第二光束传至所述反射镜；所述第二波片用于更改所述第二光束的偏振方向并使其与所述第一光束的偏振方向一致；所述反射镜用于将所述第二光束反射至所述第二针孔滤波器；所述第一针孔滤波器用于对所述第一光束进行滤波扩束，所述第二针孔滤波器用于对所述第二光束进行滤波扩束，所述第一针孔滤波器和所述第二针孔滤波器将滤波扩束后的所述第一光束和所述第二光束同时发送至准直镜的一侧；所述准直镜位于所述第一针孔滤波器的中心光轴与所述第二针孔滤波器的中心光轴的交汇处；所述准直镜将所述第一光束和第二光束准直，并发送至准直镜的另一侧以形成干涉区，以便在位于所述干涉区中的基板表面形成光栅图案；所述基板支架用于安装基板并对所述基板的位置进行调节。

在一种可能的实现方式中，所述第一针孔滤波器和所述第二针孔滤波器对称分布于所述准直镜的中心光轴的两侧，所述第一针孔滤波器与所述第二针孔滤波器的像差相互补偿。

在一种可能的实现方式中，所述第一光束与所述第二光束的像差相互补偿至少包括所述第一针孔和所述第二针孔连线方向上的像散的补偿、垂直于主平面方向上的像散的补偿或沿所述准直镜的中心光轴方向上的离焦像差的补偿。

在一种可能的实现方式中，所述第一针孔滤波器和所述第二针孔滤波器位于所述准直镜的焦平面区域。

在一种可能的实现方式中，所述准直镜为普通球面镜或非球面镜。

根据本公开实施例的另一方面，还提供一种用于制作光栅的全息曝光方法，包括：将光源发出的光束的偏振方向更改；将所述光源发出的光束分为第一光束和第二光束；更改所述第二光束的偏振方向并使其与所述第一光束的偏振方向一致；将所述第一光束滤波扩束，并将所述第二光束滤波扩束；将滤波扩束后的所述第一光束和所述第二光束进行准直处理；将准直后的所述第一光束和所述第二光束发送至干涉区，在所述干涉区的基板表面形成光栅图案。

在一种可能的实现方式中，在所述干涉区的基板表面形成光栅图案前，还包括：调整所述第一光束和/或所述第二光束，使所述第一光束和所述第二光束的像差相互补偿。