一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及衍射光栅制作技术领域，特别涉及一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法及其系统；本发明专利技术先将十字靶安装在光栅刻划机的工作台上；再安装好激光器，激光器发射光束射在十字靶上而对激光器进行姿态调整；然后安装好测量镜并对测量镜进行姿态调整；再然后在激光器和测量镜之间安装好分束镜，激光器发射的光束透过分束镜照射在测量镜上而对分束镜的姿态进行调整；再然后在分束镜平行的位置上安装折转镜，激光器发射的光束透过折转镜照射在测量镜上而对折转镜的姿态进行调整；最后在分束镜与测量镜之间安装激光干涉仪A，在折转镜与测量镜之间安装激光干涉仪B，对激光干涉仪A和激光干涉仪B进行姿态调整。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法及其系统
本专利技术涉及衍射光栅制作
，特别涉及一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法及其系统。
技术介绍
衍射光栅是一种集色散性、分束、偏振和相位匹配为一身的光学元件，广泛应用于光谱分析、精密测量、光通讯和信息处理等领域。光栅刻划机是制作刻划光栅母板的母机，光栅刻划机的定位精度将直接决定刻划光栅的质量。在1947年以前，光栅刻划机几乎都处于纯机械刻划方式，光栅刻槽的位置主要是通过丝杠为核心的传动系统来定位的，光栅的精度取决于机械系统各零部件的加工和装调精度，但是对于纳米级精度要求的衍射光栅而言，机械方法对光栅质量的提高是有限的。随着纳米精度的测量和控制技术的发展，光栅刻划机迈入了一个崭新的时代即光电控制时代，光栅刻划机的精度和刻划光栅的质量均得到了极大的提升。对于光栅刻划宽度大于300mm的大面积刻划光栅而言，由于分度导轨的直线性的机械加工精度不能满足指标要求，载有光栅毛坯的工作台在分度导轨运行时，将会使得光栅波前产生扇形误差，从而影响光栅的性能，为了消除分度导轨的直线性带来的扇形误差，一般采用的是双光路结构，但是双光路测量结构调整步骤比较复杂，调整不当将会产生余弦误差，导致光栅刻线密度的变化或产生新的扇形误差。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，通过分别调整激光器、测量镜、分束镜、折转镜、激光干涉仪A和激光干涉仪B的姿态，消除分度导轨的直线性带来的扇形误差的同时最小化余弦误差对光栅质量的影响；还提供一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，其中，包括如下步骤：步骤S1、将十字靶安装在光栅刻划机的工作台上；步骤S2、将激光器安装于第一预设位置，调整所述激光器的姿态使所述激光器发射光束射在所述十字靶上；步骤S3、将测量镜安装于第二预设位置，调整所述测量镜的姿态，直至所述测量镜的反射光束和入射光束重合；步骤S4、将分束镜放置于第三预设位置，调整所述分束镜的姿态，使所述激光器发射的光束透过所述分束镜照射在所述测量镜上；步骤S5、在分束镜平行的位置上安装折转镜，激光器发射的光束透过折转镜照射在测量镜上而对折转镜的姿态进行调整；步骤S6、在所述分束镜与所述测量镜之间安装激光干涉仪A，在所述折转镜与所述测量镜之间安装激光干涉仪B，所述激光干涉仪A和激光干涉仪B均安装有接收器，所述激光干涉仪A和激光干涉仪B均会在各自连接的接收器处发出两光斑，对激光干涉仪A和激光干涉仪B进行姿态调整，直至两个所述接收器处的两光斑处于重合状态位置。进一步，步骤S1包括步骤S11和步骤S12；步骤S11、将十字靶的底座连接在工作台上；步骤S12、通过高度调解旋钮调解十字靶的调整支架，使十字靶的靶标的水平线调整到设定的测量平面上。更进一步，步骤S2包括步骤S21和步骤S22；步骤S21、将工作台滑动连接在光栅刻划机的分度导轨上，将工作台滑动到分度导轨的一端，调整激光器的姿态使激光器发射的光束射在靶标的中心；步骤S22、将工作台滑动到分度导轨的另一端，观察光束的光斑在靶标上的位置，使得工作台来回运行于分度导轨的两端时，通过调整激光器的姿态，光束的光斑在靶标上的位置不变，则激光器的姿态调整完毕，将十字靶从工作台上移走。更进一步，在步骤S3中，使工作台来回运行于分度导轨的两端时，调整测量镜的姿态使得测量镜的反射光束和入射光束重合，则测量镜的姿态调整完毕。更进一步在步骤S4中，分束镜处于激光器和测量镜之间，激光器发射光束，调整分束镜的姿态，当分束镜不影响测量镜的反射光束和入射光束重合的状态时，则分束镜的姿态调整完毕。更进一步在步骤S5中，将激光器通过分束镜入射到测量镜上的光束进行遮挡，光束通过分束镜折射到折转镜上，通过折转镜入射到测量镜上，调整折转镜的姿态，当使得测量镜的反射光束和入射光束重合时，则折转镜的姿态调整完毕。更进一步在步骤S6中，激光干涉仪A和激光干涉仪B平行设置，激光干涉仪A和激光干涉仪B均安装有接收器，分别调整激光干涉仪A和激光干涉仪B的姿态，当激光干涉仪A和激光干涉仪B的接收器处的两光斑均处于重合状态位置时，则激光干涉仪A和激光干涉仪B的姿态调整完毕。一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整系统，其连接在光栅刻划机上，其中，包括十字靶、激光器、测量镜、分束镜、折转镜、激光干涉仪A和激光干涉仪B；十字靶连接在光栅刻划机的工作台上，分束镜处于激光器和测量镜之间，折转镜与分束镜平行，激光干涉仪A处于分束镜与测量镜之间，激光干涉仪B处于折转镜与测量镜之间；激光器采用双频激光器。更进一步，测量镜采用一块表面镀制200nm铝膜且面型精度PV值小于或等于λ/8的平面镜。更进一步，十字靶包括用于连接在工作台上的底座、调整支架和靶标，所述调整支架连接在所述底座上，所述靶标连接在所述调整支架的顶端，所述调整支架上设置有高度调解旋钮。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过测量镜同时测量两路位置的测量，有利于减小双光路结构的各自光路的余弦误差导致的刻线密度的变化或新的扇形误差，可以最小化余弦误差对光栅质量的影响，本专利技术易于实现，有效地提高了刻划机的定位精度，进而提高了刻划光栅的性能指标。附图说明图1为本专利技术的步骤框图；图2为本专利技术的步骤S1的内部步骤框图；图3为本专利技术的步骤S2的内部步骤框图；图4为本专利技术的光栅刻划机刻线位置测量光路的调整系统的连接结构示意图；图5为本专利技术的十字靶的结构示意图；附图标记：1-激光器，2-分束镜，3-折转镜，4-激光干涉仪A，5-激光干涉仪B，6-接收器，7-测量镜，8-工作台，9-光栅毛坯，10-十字靶，10-1-靶标，10-2-调整支架，10-3-底座，10-4-高度调解旋钮。具体实施方式现有技术中，双光路测量结构调整步骤比较复杂，调整不当将会产生余弦误差，导致光栅刻线密度的变化或产生新的扇形误差。如图1至图3所示，本专利技术提供一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，包括如下步骤：步骤S1、将十字靶10安装在光栅刻划机的工作台8上；步骤S2、将激光器1安装于第一预设位置，调整激光器1的姿态使激光器发射光束射在十字靶10上；步骤S3、将测量镜7安装于第二预设位置，调整测量镜7的姿态，直至测量镜7的反射光束和入射光束重合；步骤S4、将分束镜2放置于第三预设位置，调整分束镜2的姿态，使激光器1发射的光束透过分束镜2照射在测量镜7上；步骤S5、在分束镜2平行的位置上安装折转镜3，激光器1发射的光束透过折转镜3照射在测量镜7上而对折转镜3的姿态进行调整；步骤S6、在分束镜2与测量镜7之间安装激光干涉仪A(4)，在折转镜3与测量镜7之间安装激光干涉仪B(5)，激光干涉仪A(4)和激光干涉仪B(5)均安装有接收器6，激光干涉仪A(4)和激光干涉仪B(5)均会在各自连接的接收器6处发出两光斑，对激光干涉仪A(4)和激光干涉仪B(5)进行姿态调整，直至两个接收器6处的两光斑处于重合状态位置。第三预设位置处于第一预设位置和第二预设位置之间。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过测量镜7同时测量两路位置的测量，有利于减小双光路结构的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，其特征在于，包括：步骤S1、将十字靶安装在光栅刻划机的工作台上；步骤S2、将激光器安装于第一预设位置，调整所述激光器的姿态使所述激光器发射光束射在所述十字靶上；步骤S3、将测量镜安装于第二预设位置，调整所述测量镜的姿态，直至所述测量镜的反射光束和入射光束重合；步骤S4、将分束镜放置于第三预设位置，调整所述分束镜的姿态，使所述激光器发射的光束透过所述分束镜照射在所述测量镜上；步骤S5、在分束镜平行的位置上安装折转镜，激光器发射的光束透过折转镜照射在测量镜上而对折转镜的姿态进行调整；步骤S6、在所述分束镜与所述测量镜之间安装激光干涉仪A，在所述折转镜与所述测量镜之间安装激光干涉仪B，所述激光干涉仪A和激光干涉仪B均安装有接收器，所述激光干涉仪A和激光干涉仪B均会在各自连接的接收器处发出两光斑，对激光干涉仪A和激光干涉仪B进行姿态调整，直至两个所述接收器处的两光斑处于重合状态位置。

【技术特征摘要】
1.一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，其特征在于，包括：步骤S1、将十字靶安装在光栅刻划机的工作台上；步骤S2、将激光器安装于第一预设位置，调整所述激光器的姿态使所述激光器发射光束射在所述十字靶上；步骤S3、将测量镜安装于第二预设位置，调整所述测量镜的姿态，直至所述测量镜的反射光束和入射光束重合；步骤S4、将分束镜放置于第三预设位置，调整所述分束镜的姿态，使所述激光器发射的光束透过所述分束镜照射在所述测量镜上；步骤S5、在分束镜平行的位置上安装折转镜，激光器发射的光束透过折转镜照射在测量镜上而对折转镜的姿态进行调整；步骤S6、在所述分束镜与所述测量镜之间安装激光干涉仪A，在所述折转镜与所述测量镜之间安装激光干涉仪B，所述激光干涉仪A和激光干涉仪B均安装有接收器，所述激光干涉仪A和激光干涉仪B均会在各自连接的接收器处发出两光斑，对激光干涉仪A和激光干涉仪B进行姿态调整，直至两个所述接收器处的两光斑处于重合状态位置。2.根据权利要求1所述的一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，其特征在于，步骤S1包括步骤S11和步骤S12；步骤S11、将所述十字靶的底座连接在所述工作台上；步骤S12、通过高度调解旋钮调解所述十字靶的调整支架，使所述十字靶的靶标的水平线调整到设定的测量平面上。3.根据权利要求2所述的一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，其特征在于，步骤S2包括步骤S21和步骤S22；步骤S21、将所述工作台滑动连接在所述光栅刻划机的分度导轨上，将所述工作台滑动到所述分度导轨的一端，调整所述激光器的姿态使所述激光器发射的光束射在靶标的中心；步骤S22、将所述工作台滑动到所述分度导轨的另一端，观察光束的光斑在所述靶标上的位置，使得所述工作台来回运行于所述分度导轨的两端时，通过调整所述激光器的姿态，光束的光斑在所述靶标上的位置不变，则所述激光器的姿态调整完毕，将十字靶从工作台上移走。4.根据权利要求3所述的一种光栅刻划机刻线位置测量光路的调整方法，其特征在于，在步骤S3中，使所述工作台来回运行于所述分度导轨的两端时，调整所述测量镜的姿态使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：糜小涛，唐玉国，于宏柱，张善文，于海利，丛敏，吉日嘎兰图，李晓天，齐向东，巴音贺希格，
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