高细分高密度光栅干涉仪制造技术

一种高细分高密度光栅干涉仪，包括：相对运动的高密度衍射光栅、线偏振光源、偏振分束器、第一和第二高细分棱镜、第一和第二反射镜、第一和第二四分之一波片、偏振相移干涉光电探测单元或双频外差干涉光电探测单元、数据采集和处理及控制单元。本发明专利技术将高密度光栅设计成负一级高衍射光效率；进而采用高细分棱镜实现棱镜反射面与高密度光栅间的多次反复衍射，并且最终在棱镜准直面自准直回射并再次在高密度光栅间反复衍射，从而使光栅干涉仪获得高细分效果，有效提高光栅干涉仪光学分辨率。

【技术实现步骤摘要】
高细分高密度光栅干涉仪
本专利技术涉及光学测量仪器，特别是一种高细分高密度光栅干涉仪。
技术介绍
光栅干涉仪是高精度光栅尺测量系统(栅距一般小于10微米)的核心模块，决定了其精度和分辨率。高精度光栅尺测量系统由光栅尺体、安装夹具、基于光栅干涉仪的读数头及信号控制器和显示器组成，其功能是进行高精度位移量的测量。广泛应用于机床加工控制、晶片处理和切割、集成电路光刻设备、半导体检测、机器人系统、航空航天、科学研究、军事等领域。高精度光栅尺测量系统不仅是现代最基础的自动化量仪之一，而且是现代加工和生产及科学研究中高精度、高品质的重要保证手段之一。尤其是20nm/14nm集成电路光刻设备、纳米/亚纳米科学研究、航空航天、科学研究、军事等领域，对高精度光栅尺测量系统提出了更高精度和分辨率的需求。相对于高精度激光干涉仪而言，基于光栅干涉仪的光栅尺测量系统具有对环境不敏感的优点。其电子细分的分辨率已达皮米量级。但是实际应用中，光栅尺测量系统的综合分辨率由光栅干涉仪光学分辨率和电子细分分辨率共同决定；光栅干涉仪光学分辨率决定了电子细分分辨率的有效性。因此，提高光栅干涉仪光学分辨率是进一步提高光栅尺测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高细分高密度光栅干涉仪，包括：相对运动的高密度衍射光栅(1)、线偏振光源(8)、偏振分束器(9)、第一高细分棱镜(4)、第二高细分棱镜(5)、第一反射镜(2)、第二反射镜(3)、第一四分之一波片(6)、第二四分之一波片(7)、数据采集和处理及控制单元(15)和干涉光电探测单元，其特征在于，所述的线偏振光源(8)发出偏振光束经偏振分束器(9)分为透射的P光和反射的S光，所述的P光依次经所述的第一四分之一波片(6)、第一反射镜(2)入射到所述的相对运动衍射光栅(1)，所述的S光依次经所述的第二四分之一波片(7)、第二反射镜(3)入射到所述的相对运动衍射光栅(1)，分别经由第一高细分棱镜(4)和...

【技术特征摘要】
1.一种高细分高密度光栅干涉仪，包括：相对运动的高密度衍射光栅(1)、线偏振光源(8)、偏振分束器(9)、第一高细分棱镜(4)、第二高细分棱镜(5)、第一反射镜(2)、第二反射镜(3)、第一四分之一波片(6)、第二四分之一波片(7)、数据采集和处理及控制单元(15)和干涉光电探测单元，其特征在于，所述的线偏振光源(8)发出偏振光束经偏振分束器(9)分为透射的P光和反射的S光，所述的P光依次经所述的第一四分之一波片(6)、第一反射镜(2)入射到所述的高密度衍射光栅(1)，所述的S光依次经所述的第二四分之一波片(7)、第二反射镜(3)入射到所述的高密度衍射光栅(1)，分别经由第一高细分棱镜(4)和第二高细分棱镜(5)透射和反射后，两束-1级衍射光束各自在高密度衍射光栅(1)上单向N次衍射,再自准直原路单向N次衍射返回，分别经所述的第一四分之一波片(6)和第二四分之一波片(7)转换为与原偏振态正交的线偏振光，再次经偏振分束器(9)入射到所述的干涉光电探测单元，该干涉光电探测单元的输出端与所述的数据采集和处理及控制单元(15)的输入端相连；所述的第一高细分棱镜(4)和第二高细分棱镜(5)均包括至少一个反射面和一个相邻的准直面。2.根据权利要求1所述的高细分高密度光栅干涉仪，其特征在于，所述的第一高细分棱镜(4)和第二高细分棱镜(5)均包括至少一个反射面、一个相邻的准直面和一个相对的透射面；所述的高细分棱镜反射面与准直面夹角α、高细分棱镜反射面与透射面夹角φ、高细分棱镜透射面与高密度衍射光栅平面的夹角α3满足以下关系：

【专利技术属性】
技术研发人员：韦春龙，卢炎聪，周常河，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31