全息光栅制作光路的莫尔条纹调节方法技术

一种全息光栅制作光路的莫尔条纹调节方法，利用球面平凸透镜作为准直器、用莫尔条纹调节方法检测平面全息光栅的制作光路。传统光路调节方法中轴向和离轴方向的调节误差均可以被有效消除。由此制取的脉冲压缩光栅波像差被降至最低。而且对其他常规光栅的制作也同样具有重要的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及一种莫尔条纹调节方法，尤其涉及一种。
技术介绍
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，它应用于光谱仪器、光纤光栅位相掩模、惯性约束核聚变(ICF)中的脉冲压缩光栅、x射线分光光栅等，其应用领域极其广泛。该光栅的制作光路通常有距记录材料等距离的两球面波干涉光路或利用透射或反射光学元件的两准直平行光干涉光路。球面波光路适用小面积或象差要求不高的情况，而面积大且象差要求高的场合必须用消像差准直光路。准直光路的光学器件一般用非球面透镜或离轴抛物面镜，它们加工成本较高，光路调整辅助设备复杂昂贵，而且非球面器件的加工痕迹很难消除，这一加工痕迹会影响全息光栅的质量。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种，利用球面平凸透镜作为准直器、用莫尔条纹调节方法检测平面全息光栅的制作光路，用此调节方法使得系统制作成本低、光路调节方便、波象差精度高。本专利技术可以通过以下技术方案得以实施设计一种，它包括以下步骤a)用分束镜将激光分为物光和参考光，物光被主反射镜反射出去形成主反射光，参考光被参考反射镜反射出去形成参考反射光，主反射光和参考反射光都照射在全息记录板上；b)调整主反射镜、参考反射镜、全息记录板的位置，使主反射光和参考反射光对称入射全息记录板，且主反射光和参考反射光在全息记录板上的入射角都满足公式sinθ=12fλ,]]>其中所述公式中，θ指的是所述的入射角，f指的是在全息光栅制作光路中所要求的光栅空间频率，λ指的是激光的波长；同时也使物光的光程等于参考光的光程，所述的物光的光程指的是从分束镜到全息记录板之间，物光所经过的距离，参考光的光程指的是从分束镜到全息记录板之间，参考光所经过的距离；c)在主反射镜与全息记录板之间放入主调节反射镜，并调节主调节反射镜使得主反射光垂直主调节反射镜的镜面，接着将主调节反射镜绕其与主反射光和参考反射光所在平面相垂直的对称轴旋转1/12～1/6度；d)在主反射镜和主调节反射镜之间放入主球面平凸透镜，并调节主球面平凸透镜使得主球面平凸透镜和主反射光共轴；e)在主反射镜和主球面平凸透镜之间安放主扩束镜，调整主扩束镜，使得主扩束镜和主反射光共轴；调整主扩束镜的位置，使主调节反射镜的反射光会聚点到主球面平凸透镜的距离等于主扩束镜的主反射光发散点到主球面平凸透镜的距离；f)在参考反射镜与全息记录板之间放入参考调节反射镜，并按照步骤c)中调整主调节反射镜的方法调节参考调节反射镜；g)在参考反射镜和参考调节反射镜之间放入参考球面平凸透镜，调节参考球面平凸透镜使得参考球面平凸透镜和参考反射光共轴，调节方法与步骤d)中调节主球面平凸透镜的方法相同；h)在参考反射镜和参考球面平凸透镜之间安放参考扩束镜，调整参考扩束镜，使得参考扩束镜和参考反射光共轴；调整参考扩束镜的位置，使参考调节反射镜的反射光会聚点到参考球面平凸透镜的距离等于参考扩束镜的参考反射光发散点到参考球面平凸透镜的距离；i)在全息记录板上放置全息记录材料，对全息记录材料进行全息曝光，并对记录材料显影处理得到全息光栅；j)将步骤i)所得的全息光栅以光栅法向为转轴旋转度重新置于记录板上，物光和参考光在全息记录板上干涉产生的虚光栅与所述的全息光栅条纹叠加产生莫尔条纹，调整全息记录板，使记录面上出现的莫尔条纹周期为厘米量级；k)调节主扩束镜和参考扩束镜的至少一个扩束镜的空间位置，直至步骤j)所得的莫尔条纹呈水平直条纹，记录下调节过的扩束镜各三维坐标的移动量；l)调节步骤k)中调节过的扩束镜，将扩束镜向步骤k)调节方向的反方向调节，调节量是步骤k)中记录下的移动量的一半，到此完成整个调节过程。所述的主调节反射镜的直径为主平凸透镜直径的1/4；参考调节反射镜的直径为参考平凸透镜直径的1/4。调节主平凸透镜和主反射光共轴的调节方法是将一与主反射光光束口径相近的小孔放置在靠近主球面平凸透镜焦点的地方，并让主反射光穿过；调节主球面平凸透镜的位置与倾角，直至在小孔平面上观察到的主球面平凸透镜平面的反射光斑、主球面平凸透镜球面的反射光斑与小孔同心；调节参考球面平凸透镜与参考反射光共轴的调节方法与此方法相同。本专利技术与现有技术相比有如下优点有效提高了轴向调节精度且调节简单，传统光路调节方法中轴向和离轴方向的调节误差均可以被有效消除。通过此调节方法制取的脉冲压缩光栅波像差被降至最低，另外通过莫尔条纹的像差，可以直接推算出制取光栅的衍射波像差，方便快捷地实现在线检测，适合用于大面积光栅制作中，且对其他常规光栅的制作也同样具有重要的实用价值。附图说明附图1为本专利技术的用于全息光栅制作的光路示意图；附图2为使用本专利技术的光栅记录时的一路相干光一般性光路；附图3为本专利技术中利用平凸透镜的光栅记录光路；附图4为采用本专利技术时焦比1∶10的1200线/毫米光栅的衍射波前；附图5为采用本专利技术时焦比1∶10下记录的1200线/毫米光栅在X方向失调1.2毫米下的衍射波前；附图6为采用本专利技术时焦比1∶10下记录的1200线/毫米光栅在Y方向失调1.2毫米下的衍射波前；附图7为采用本专利技术时焦比1∶10下记录的1200线/毫米光栅在Z方向失调0.12毫米下的衍射波前。其中1、激光；2、分束镜；3、主反射镜；4、参考反射镜；5、全息记录板；6、主调节反射镜；7、主球面平凸透镜；8、参考扩束镜；9、主扩束镜；10、参考调节平凸透镜；11、参考调节反光镜；12、物光；13、参考光；17、主反射光；18、参考反射光；20、光束；X、Y、Z分别为空间上的三维坐标方向。具体实施例方式如图1所示，一种，它包括以下步骤a、分束镜2将激光1分为物光12和参考光13，物光12被主反射镜3反射出去形成主反射光17，参考光13被参考反射镜4反射出去形成参考反射光18，主反射光17和参考反射光18都照射在全息记录板5上；b、调整主反射镜3、参考反射镜4、全息记录板5的位置，使主反射光17和参考反射光18对称入射全息记录板5，且主反射光17和参考反射光18在全息记录板5上的入射角都满足公式sinθ=12fλ,]]>其中所述公式中，θ指的是所述的入射角，f指的是在全息光栅制作光路中所要求的光栅空间频率，λ指的是激光1的波长；同时也使物光12的光程等于参考光13的光程，所述的物光12的光程指的是从分束镜2到全息记录板5之间，物光12所经过的距离，参考光13的光程指的是从分束镜2到全息记录板5之间，参考光13所经过的距离；c、在主反射镜3与全息记录板5之间放入主调节反射镜6，并调节主调节反射镜6使得主反射光17垂直主调节反射镜6的镜面，接着将主调节反射镜6绕其与主反射光17和参考反射光18所在平面相垂直的对称轴旋转1/12～1/6度；d、在主反射镜3和主调节反射镜6之间放入主球面平凸透镜7，并调节主球面平凸透镜7使得主球面平凸透镜7和主反射光17共轴；e、在主反射镜3和主球面平凸透镜7之间安放主扩束镜9，调整主扩束镜9，使得主扩束镜9和主反射光17共轴；调整主扩束镜9的位置，使主调节反射镜6的反射光会聚点到主球面平凸透镜7的距离等于主扩束镜9的主反射光17发散点到主球面平凸透镜7的距离；f、在参考反射镜4与全息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息光栅制作光路的莫尔条纹调节方法，它包括以下步骤：ａ）用分束镜（２）将激光（１）分为物光（１２）和参考光（１３），物光（１２）被主反射镜（３）反射出去形成主反射光（１７），参考光（１３）被参考反射镜（４）反射出去形成参考反射光 （１８），主反射光（１７）和参考反射光（１８）都照射在全息记录板（５）上；ｂ）调整主反射镜（３）、参考反射镜（４）、全息记录板（５）的位置，使主反射光（１７）和参考反射光（１８）对称入射全息记录板（５），且主反射光（１７）和参考反射 光（１８）在全息记录板（５）上的入射角都满足公式ｓｉｎθ＝１／２ｆλ，其中所述公式中，θ指的是所述的入射角，ｆ指的是在全息光栅制作光路中所要求的光栅空间频率，λ指的是激光（１）的波长；同时也使物光（１２）的光程等于参考光（１３）的光程，所述的物光（１２）的光程指的是从分束镜（２）到全息记录板（５）之间，物光（１２）所经过的距离，参考光（１３）的光程指的是从分束镜（２）到全息记录板（５）之间，参考光（１３）所经过的距离；ｃ）在主反射镜（３）与全息记录板（５）之间放入主调 节反射镜（６），并调节主调节反射镜（６）使得主反射光（１７）垂直主调节反射镜（６）的镜面，接着将主调节反射镜（６）绕其与主反射光（１７）和参考反射光（１８）所在平面相垂直的对称轴旋转１／１２～１／６度；ｄ）在主反射镜（３）和主调节反 射镜（６）之间放入主球面平凸透镜（７），并调节主球面平凸透镜（７）使得主球面平凸透镜（７）和主反射光（１７）共轴；ｅ）在主反射镜（３）和主球面平凸透镜（７）之间安放主扩束镜（９），调整主扩束镜（９），使得主扩束镜（９）和主反射光（１ ７）共轴；调整主扩束镜（９）的位置，使主调节反射镜（６）的反射光会聚点到主球面平凸透镜（７）的距离等于主扩束镜（９）的主反射光（１７）发散点到主球面平凸透镜（７）的距离；ｆ）在参考反射镜（４）与全息记录板（５）之间放入参考调节反射镜 （１１），并按照步骤ｃ）中调整主调节反射镜（６）的方法调节参考调节反射镜（１１）；ｇ）在参考反射镜（４）和参考调节反射镜（１１）之间放入参考球面平凸透镜（１０），调节参考球面平凸透镜（１０）使得参考球面平凸透镜（１０）和参考反射光（ １８）共轴，调节方法与步骤ｄ）中调节主球面平凸透镜（７）的方法相同；ｈ）在参考反射镜（１１）和参考球面平凸透镜（１０）之间安放...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建宏，李朝明，张伟，刘全，陈新荣，胡祖元，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]