一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法，便于快速完成装置的调试，缩短测试时间，可以利用毫米级干涉图样进行平面全息光栅的扫描曝光，避免了传统平面全息光栅曝光装置中，大口径光学元件上的瑕疵对光栅制作的影响，且可以对曝光过程中的扰动进行扫描均化，系统组成较为简单、成本较低、对环境要求较低。

A debugging method of plane holographic grating scanning exposure device

The invention discloses a debugging method for a planar holographic grating scanning exposure device, which is convenient for rapid completion of the device debugging and shortens the testing time. The millimeter-level interference pattern can be used for scanning and exposing the planar holographic grating, thus avoiding the defect pairs on the large-aperture optical elements in the traditional planar holographic grating exposure device. The influence of grating fabrication, and the disturbance in the exposure process can be scanned and homogenized. The system is simple in composition, low in cost and low in environmental requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法
本专利技术涉及全息光栅制作领域，特别涉及一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法。
技术介绍
曝光过程是全息光栅制作过程中最为重要的工艺环节之一。在传统的静态平面全息光栅曝光方法中，曝光装置的光学元件固定于静止的光学平台上，为保证光栅基底有效面积的曝光，干涉场的尺寸需大于光栅基底尺寸。因此静态平面全息光栅曝光系统中将包含大口径的准直透镜或洛埃镜，大口径光学元件上的瑕疵将直接记录于光栅基底上。且外部环境变化将影响静态全息光栅曝光装置的曝光对比度。美国麻省理工学院曾提出毫米级口径的扫描干涉场曝光方法，该方法中采用小口径的光学元件，有效避免了大口径光学元件的瑕疵。且在扫描过程中，由于外部环境引起的条纹相位变化，在扫描运动过程中可以得到有效均化。该方法采用外差相位测量，由二维运动工作台承载光栅基底进行二维运动，由激光干涉仪进行工作台位移的精密测量，实现反馈控制，但是系统组成复杂，成本高昂，且干涉仪的使用对环境控制的要求很高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法。本专利技术提供一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法，所述平面全息光栅扫描曝光装置包括光源激光、准直系统、分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、角镜、压电陶瓷、第三平面反射镜、X向运动工作台、Y向运动工作台、控制器，所述光源激光经过准直系统后，形成毫米量级直径的平面波，平面波经过分束棱镜分束后，形成第一相干光束和第二相干光束，第一相干光束经过第一平面反射镜、第二平面反射镜后、分光片后，用于形成干涉图样，第二相干光束经过角镜、第三平面反射镜后，两束相干光束形成毫米级直径的干涉图样，分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、压电陶瓷、第三平面反射镜固定于X向运动工作台上，控制器驱动压电陶瓷带动角镜沿与入射光平行的方向运动，X向运动工作台带动干涉图样沿X方向的步进运动，Y向运动工作台沿Y向实现往复扫描运动，调整所述第一相干光束和所述第二相干光束的光强相等，调整所述干涉图样中的干涉条纹方向与所述Y向运动工作台的运动方向平行，调整所述角镜的运动方向直到所述莫尔条纹仅发生相位变化则完成平面全息光栅扫描曝光装置的调试。可选地，所述调整所述干涉图样中的干涉条纹方向与所述Y向运动工作台的运动方向平行，包括：在干涉场区域放置一基准光栅，基准光栅的周期与干涉条纹的周期相等，所述干涉图样与基准光栅相互作用，第一相干光束的一级衍射光与第二相干光束的反射光，经过分光片形成莫尔条纹，在莫尔条纹区域放置接收屏，接收屏固定于X向运动工作台14上，使得Y向运动工作台带动基准光栅运动，通过接收屏展示莫尔条纹的相位变化，若莫尔条纹相位发生变化调整干涉条纹方向，直至Y向运动工作台运动时莫尔条纹相位不发生变化则干涉条纹方向与Y向运动工作台运动方向平行。可选地，所述调整所述角镜的运动方向直到所述莫尔条纹仅发生相位变化，包括：利用控制器驱动压电陶瓷带动角镜运动，根据接收屏展示莫尔条纹相位变化，若莫尔条纹周期发生变化，调整压电陶瓷及角镜方向，并重新调节后端光路直至所述莫尔条纹仅发生相位变化。可选地，所述莫尔条纹的周期D＝d0d1/|d0-d1|，其中d0和d1分别为基准光栅和干涉条纹的周期，d0和d1数值上接近，使D值较大，才能形成可观测的莫尔条纹。可选地，所述平面波采用毫米级直径的平面波。可选地，所述准直系统包括空间滤波器以及准直透镜，所述准直透镜采用石英材料凸透镜，所述空间滤波器包括显微物镜及针孔。可选地，所述压电陶瓷的行程大于±λ/2，其中，λ为所述光源激光的波长。可选地，所述光电探测器采用光电倍增管。可选地，所述第一平面反射镜、所述第二平面反射镜、所述第三平面反射镜均采用玻璃基底镀铝反射镜。可选地，所述X向运动工作台采用满足垂直光栅刻线方向行程的精密一维工作台，所述Y向运动工作台采用满足光栅刻线方向行程的精密一维工作台。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例提供了一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法，便于快速完成装置的调试，缩短测试时间，可以利用毫米级干涉图样进行平面全息光栅的扫描曝光，避免了传统平面全息光栅曝光装置中，大口径光学元件上的瑕疵对光栅制作的影响，且可以对曝光过程中的扰动进行扫描均化，系统组成较为简单、成本较低、对环境要求较低。附图说明图1是本专利技术中涉及的平面全息光栅扫描曝光装置。图2是本专利技术中涉及的平面全息光栅扫描曝光装置调整示意图。图3是本专利技术中涉及的平面全系光栅扫描曝光过程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本专利技术提供一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法，所述平面全息光栅扫描曝光装置包括光源激光、准直系统、分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、角镜、压电陶瓷、第三平面反射镜、X向运动工作台、Y向运动工作台、控制器，所述光源激光经过准直系统后，形成毫米量级直径的平面波，平面波经过分束棱镜分束后，形成第一相干光束和第二相干光束，第一相干光束经过第一平面反射镜、第二平面反射镜后、分光片后，用于形成干涉图样，第二相干光束经过角镜、第三平面反射镜后，两束相干光束形成毫米级直径的干涉图样，分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、压电陶瓷、第三平面反射镜固定于X向运动工作台上，控制器驱动压电陶瓷带动角镜沿与入射光平行的方向运动，X向运动工作台带动干涉图样沿X方向的步进运动，Y向运动工作台沿Y向实现往复扫描运动，调整所述第一相干光束和所述第二相干光束的光强相等，调整所述干涉图样中的干涉条纹方向与所述Y向运动工作台的运动方向平行，调整所述角镜的运动方向直到所述莫尔条纹仅发生相位变化则完成平面全息光栅扫描曝光装置的调试。可选地，所述调整所述干涉图样中的干涉条纹方向与所述Y向运动工作台的运动方向平行，包括：在干涉场区域放置一基准光栅，基准光栅的周期与干涉条纹的周期相等，所述干涉图样与基准光栅相互作用，第一相干光束的一级衍射光与第二相干光束的反射光，经过分光片形成周期较大的可观测莫尔条纹，在莫尔条纹区域放置接收屏，接收屏固定于X向运动工作台14上，使得Y向运动工作台带动基准光栅运动，通过接收屏展示莫尔条纹的相位变化，若莫尔条纹相位发生变化调整干涉条纹方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法，其特征在于，所述平面全息光栅扫描曝光装置包括光源激光、准直系统、分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、角镜、压电陶瓷、第三平面反射镜、X向运动工作台、Y向运动工作台、控制器，所述光源激光经过准直系统后，形成毫米量级直径的平面波，平面波经过分束棱镜分束后，形成第一相干光束和第二相干光束，第一相干光束经过第一平面反射镜、第二平面反射镜后、分光片后，用于形成干涉图样，第二相干光束经过角镜、第三平面反射镜后，两束相干光束形成毫米级直径的干涉图样，分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、压电陶瓷、第三平面反射镜固定于X向运动工作台上，控制器驱动压电陶瓷带动角镜沿与入射光平行的方向运动，X向运动工作台带动干涉图样沿X方向的步进运动，Y向运动工作台沿Y向实现往复扫描运动，调整所述第一相干光束和所述第二相干光束的光强相等，调整所述干涉图样中的干涉条纹方向与所述Y向运动工作台的运动方向平行，调整所述角镜的运动方向直到所述莫尔条纹仅发生相位变化则完成平面全息光栅扫描曝光装置的调试。

【技术特征摘要】
1.一种平面全息光栅扫描曝光装置的调试方法，其特征在于，所述平面全息光栅扫描曝光装置包括光源激光、准直系统、分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、角镜、压电陶瓷、第三平面反射镜、X向运动工作台、Y向运动工作台、控制器，所述光源激光经过准直系统后，形成毫米量级直径的平面波，平面波经过分束棱镜分束后，形成第一相干光束和第二相干光束，第一相干光束经过第一平面反射镜、第二平面反射镜后、分光片后，用于形成干涉图样，第二相干光束经过角镜、第三平面反射镜后，两束相干光束形成毫米级直径的干涉图样，分束棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光片、压电陶瓷、第三平面反射镜固定于X向运动工作台上，控制器驱动压电陶瓷带动角镜沿与入射光平行的方向运动，X向运动工作台带动干涉图样沿X方向的步进运动，Y向运动工作台沿Y向实现往复扫描运动，调整所述第一相干光束和所述第二相干光束的光强相等，调整所述干涉图样中的干涉条纹方向与所述Y向运动工作台的运动方向平行，调整所述角镜的运动方向直到所述莫尔条纹仅发生相位变化则完成平面全息光栅扫描曝光装置的调试。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述干涉图样中的干涉条纹方向与所述Y向运动工作台的运动方向平行，包括：在干涉场区域放置一基准光栅，所述基准光栅的周期与所述干涉条纹的周期相等，所述干涉图样与基准光栅相互作用，第一相干光束的一级衍射光与第二相干光束的反射光经过分光片形成可观测的莫尔条纹，在莫尔条纹区域放置接收屏，接收屏固定于X向运动工作台14上，使得Y向运动工作台带动基准光...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴音贺希格，宋莹，唐玉国，姜珊，李文昊，齐向东，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22