用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法技術(shù)

用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法，涉及光柵拼接技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有光柵復(fù)制拼接誤差檢測(cè)方法由于入射光從光柵上表面入射，存在母版光柵基底折射率會(huì)導(dǎo)致兩塊拼接光柵的衍射光出射方向不一致，探測(cè)器不能同時(shí)接收兩塊光柵的衍射光進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量精度低等問(wèn)題，包括拼接光柵放置在底部透光且無(wú)遮攔的拼接架上；在拼接架下方放置兩塊平面鏡；用光柵衍射波前測(cè)量干涉儀出射光源入射到兩塊平面鏡，通過(guò)調(diào)節(jié)兩塊平面鏡的角度，使入射光穿過(guò)光柵毛坯照射到光柵鋁層面，拼接光柵零級(jí)及閃耀衍射級(jí)次的兩束光沿原路返回至干涉儀；調(diào)整兩塊光柵拼接架的位置及角度姿態(tài)，使得兩塊光柵的衍射波前差最小化。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方法提高了復(fù)制拼接光柵的制作精度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及大尺寸平面衍射光柵制作領(lǐng)域，具體涉及一種制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
米級(jí)尺寸平面衍射光柵在天文光譜分析、慣性約束核聚變激光快點(diǎn)火系統(tǒng)等眾多科研領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用。光柵復(fù)制拼接方法具有低成本、易于工程化等優(yōu)點(diǎn)，是制作米級(jí)以上尺寸平面光柵的主要方法之一。光柵復(fù)制拼接法是指利用復(fù)制工藝將兩塊或更多小尺寸的光柵復(fù)制到同一塊玻璃毛坯上，根據(jù)光柵的使用精度要求，調(diào)節(jié)各塊子光柵姿態(tài)和相對(duì)位置關(guān)系，在該玻璃毛坯上形成的拼接光柵在一定精度要求下可當(dāng)作一整塊光柵使用。光柵復(fù)制拼接法主要分為傳統(tǒng)復(fù)制拼接法和新型復(fù)制拼接法，傳統(tǒng)復(fù)制拼接法是指先將兩塊子光柵進(jìn)行拼接，再利用復(fù)制工藝將兩塊子光柵的槽形同時(shí)復(fù)制到一塊面積為二者之和的光柵基底上，從而制作得到復(fù)制拼接光柵；新型復(fù)制拼接法是用一塊光柵母版，如現(xiàn)有申請(qǐng)?zhí)枮镃N201510190510.4的專(zhuān)利，在光柵基底的相鄰區(qū)域分時(shí)復(fù)制，調(diào)整每次復(fù)制過(guò)程中子光柵的位置姿態(tài)滿(mǎn)足精度要求，得到面積為子光柵整數(shù)倍的復(fù)制拼接光柵?，F(xiàn)有的光柵復(fù)制拼接檢測(cè)技術(shù)是將平行單色光入射至光柵上表面，由衍射波前測(cè)量干涉儀接收光柵的零級(jí)反射光和閃耀級(jí)次的衍射光，通過(guò)分析計(jì)算出光柵拼接誤差。對(duì)于傳統(tǒng)復(fù)制拼接法而言，現(xiàn)有的光柵復(fù)制拼接檢測(cè)技術(shù)只能在兩塊子光柵的拼接過(guò)程中進(jìn)行光柵拼接誤差檢測(cè)；由于現(xiàn)有的光柵復(fù)制拼接檢測(cè)技術(shù)是在光柵上表面實(shí)現(xiàn)測(cè)量的，無(wú)法在光柵復(fù)制過(guò)程中對(duì)光柵拼接誤差進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，若復(fù)制過(guò)程中光柵的拼接誤差變大則可能導(dǎo)致光柵拼接失敗；因此該檢測(cè)技術(shù)存在以下缺陷:①不能夠?qū)崟r(shí)在光柵復(fù)制過(guò)程中檢測(cè)拼接誤差，復(fù)制拼接光柵的成功率低；②現(xiàn)有的檢測(cè)方法需使用兩臺(tái)干涉儀檢測(cè)，系統(tǒng)復(fù)雜且價(jià)格昂貴；使用一臺(tái)干涉儀分時(shí)對(duì)光柵零級(jí)反射光和閃耀級(jí)次的衍射光進(jìn)行檢測(cè)，則需要不斷搬動(dòng)干涉儀的位置，這對(duì)光路調(diào)整極為不便。此外，若將現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)用于新型復(fù)制拼接法，由于新型復(fù)制拼接法是在復(fù)制過(guò)程中拼接兩塊光柵，而復(fù)制過(guò)程中光柵表面并不暴露于外表面，即入射光并不能直接入射到第二次復(fù)制時(shí)產(chǎn)生的光柵表面，需要穿過(guò)母版光柵基底，而第一塊光柵并沒(méi)有母版光柵，因此拼接誤差檢測(cè)時(shí)存在光柵母版的影響，該檢測(cè)方法存在以下缺陷:①?gòu)墓鈻派媳砻嫒肷鋾r(shí)，母版光柵基底折射率會(huì)導(dǎo)致兩塊拼接光柵的衍射光出射方向不一致，探測(cè)器不能同時(shí)接收兩塊光柵的衍射光母版光柵基底會(huì)引入附加光程差，導(dǎo)致拼接誤差檢測(cè)時(shí)受到影響。因此，采用現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)新型復(fù)制拼接法的拼接誤差的高精度測(cè)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)為解決現(xiàn)有光柵復(fù)制拼接誤差檢測(cè)方法由于入射光從光柵上表面入射，存在母版光柵基底折射率會(huì)導(dǎo)致兩塊拼接光柵的衍射光出射方向不一致，探測(cè)器不能同時(shí)接收兩塊光柵的衍射光進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量精度低等問(wèn)題，提供一種。，用于對(duì)一塊光柵母版在光柵毛坯上分時(shí)復(fù)制獲得的兩塊光柵存在的誤差進(jìn)行檢測(cè)，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟一、將光柵毛坯放置在底部設(shè)置有透光孔的拼接架上，并在所述拼接架下方放置零級(jí)光路平面反射鏡和閃耀級(jí)次平面反射鏡；步驟二、光柵衍射波前測(cè)量干涉儀出射準(zhǔn)直光，光源分別入射至零級(jí)光路平面反射鏡和閃耀級(jí)次平面反射鏡，調(diào)整所述零級(jí)光路平面反射鏡和閃耀級(jí)次平面反射鏡的角度，使零級(jí)衍射光和閃耀級(jí)次的衍射光依次穿過(guò)拼接架的透光孔以及光柵毛坯的鋁層表面入射至第一次復(fù)制形成的光柵與第二次復(fù)制形成的光柵的接縫處，然后原路返回經(jīng)零級(jí)光路平面反射鏡和閃耀級(jí)次平面反射鏡反射至光柵衍射波前測(cè)量干涉儀；步驟三、根據(jù)光柵衍射波前測(cè)量干涉儀接收的零級(jí)衍射光和閃耀級(jí)次的衍射光的干涉條紋，調(diào)整光柵拼接架的位置及角度姿態(tài)，使第一次復(fù)制形成的光柵3與第二次復(fù)制形成的光柵的衍射波前差小于λ/4。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果:本專(zhuān)利技術(shù)設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于復(fù)制拼接過(guò)程中的實(shí)時(shí)拼接誤差檢測(cè)方法，采用在光柵下表面穿過(guò)光柵毛坯來(lái)實(shí)現(xiàn)光柵拼接誤差的測(cè)量，該方法可同時(shí)適用于傳統(tǒng)復(fù)制拼接法和新型復(fù)制拼接法，實(shí)現(xiàn)在光柵拼接及光柵復(fù)制過(guò)程中對(duì)光柵拼接誤差的實(shí)時(shí)檢測(cè)，提高復(fù)制拼接光柵的制作精度，保證制作復(fù)制拼接光柵的成功率；此外，本專(zhuān)利技術(shù)僅利用一臺(tái)光柵衍射波前測(cè)量干涉儀，分光束實(shí)現(xiàn)對(duì)拼接光柵零級(jí)光及衍射光的測(cè)量，簡(jiǎn)化了檢測(cè)光路，為實(shí)際測(cè)量拼接誤差提供方便?！靖綀D說(shuō)明】圖1為采用本專(zhuān)利技術(shù)所述的中拼接誤差的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為采用本專(zhuān)利技術(shù)所述的進(jìn)行誤差檢測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為采用本專(zhuān)利技術(shù)所述的進(jìn)行局部檢測(cè)示意圖；圖4為采用本專(zhuān)利技術(shù)所述的進(jìn)行誤差檢測(cè)側(cè)視圖；圖5為采用本專(zhuān)利技術(shù)所述的進(jìn)行誤差測(cè)量原理示意圖。圖中:1、復(fù)制拼接架，2、光柵毛坯，3、第一次復(fù)制時(shí)形成的光柵，4、第二次復(fù)制時(shí)形成的光柵，5、零級(jí)光路平面反射鏡，6、閃耀級(jí)次平面反射鏡，7、光柵衍射波前測(cè)量干涉儀，8、第一干涉條紋，9、第二干涉條紋，10、鋁層表面?！揪唧w實(shí)施方式】【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1至圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，，在復(fù)制拼接過(guò)程中，入射光從穿過(guò)光柵毛坯的方向入射，照射到光柵表面，光柵的零級(jí)衍射光和閃耀級(jí)次的衍射光共用一套接收系統(tǒng)。S1、將光柵毛坯2放置在底部透光且無(wú)遮攔的拼接架I上；S2、在所述拼接架I下方放置兩塊平面反射鏡；S3、用光柵衍射波前測(cè)量干涉儀7的準(zhǔn)直光作為光源，光源入射到兩塊平面鏡，通過(guò)調(diào)節(jié)兩塊平面鏡的角度，使入射光穿過(guò)光柵毛坯照射到光柵鋁層表面10，拼接光柵零級(jí)及閃耀衍射級(jí)次的兩束光沿原路返回至光柵衍射波前測(cè)量干涉儀7 ;S4、觀察光柵衍射波前測(cè)量干涉儀7視野中的兩組干涉條紋，并調(diào)整光柵拼接架I的位置及角度姿態(tài)，使得第一次復(fù)制形成的光柵3和第二次復(fù)制形成的光柵4的衍射波前差小于λ/4。λ為波長(zhǎng)。本實(shí)施方式中，選擇入射光從穿過(guò)光柵毛坯2底面的方向入射至光柵鋁層表面10，實(shí)時(shí)測(cè)量復(fù)制拼接過(guò)程中存在的拼接誤差，提高了復(fù)制拼接光柵的制作精度，保證了制作復(fù)制拼接光柵的成功率；此外，本專(zhuān)利技術(shù)僅利用一臺(tái)光柵衍射波前測(cè)量干涉儀，分光束實(shí)現(xiàn)對(duì)拼接光柵零級(jí)光及衍射光的測(cè)量，簡(jiǎn)化了檢測(cè)光路，為實(shí)際測(cè)量拼接誤差提供方便。本實(shí)施方式中，步驟S3具體為，光柵衍射波前測(cè)量干涉儀7的出射光經(jīng)過(guò)兩塊不同角度的平面反射鏡分成兩束光，穿過(guò)光柵毛坯2入射到復(fù)制拼接光柵(第一次復(fù)制形成的光柵與第二次復(fù)制形成的光柵)接縫處，光柵的零級(jí)衍射光及閃耀級(jí)次衍射光分別沿兩束入射光的原方向返回，再經(jīng)過(guò)兩塊平面反射鏡，回到中。結(jié)合圖1，建立笛卡當(dāng)前第1頁(yè)1 2 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法，用于對(duì)一塊光柵母版在光柵毛坯(2)上分時(shí)復(fù)制獲得的兩塊光柵存在的誤差進(jìn)行檢測(cè)，其特征是，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：步驟一、將光柵毛坯(2)放置在底部設(shè)置有透光孔的拼接架(1)上，并在所述拼接架(1)下方放置零級(jí)光路平面反射鏡(5)和閃耀級(jí)次平面反射鏡(6)；步驟二、光柵衍射波前測(cè)量干涉儀(7)出射準(zhǔn)直光，光源分別入射至零級(jí)光路平面反射鏡(5)和閃耀級(jí)次平面反射鏡(6)，調(diào)整所述零級(jí)光路平面反射鏡(5)和閃耀級(jí)次平面反射鏡(6)的角度，使零級(jí)衍射光和閃耀級(jí)次的衍射光依次穿過(guò)拼接架(1)的透光孔以及光柵毛坯(2)的鋁層表面(10)入射至第一次復(fù)制形成的光柵(3)與第二次復(fù)制形成的光柵(4)的接縫處，然后原路返回經(jīng)零級(jí)光路平面反射鏡(5)和閃耀級(jí)次平面反射鏡(6)反射至光柵衍射波前測(cè)量干涉儀(7)；步驟三、根據(jù)光柵衍射波前測(cè)量干涉儀(7)接收的零級(jí)衍射光和閃耀級(jí)次的衍射光的干涉條紋，調(diào)整光柵拼接架的位置及角度姿態(tài)，使第一次復(fù)制形成的光柵(3)與第二次復(fù)制形成的光柵(4)的衍射波前差小于λ/4。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于海利，盧禹先，齊向東，李曉天，張善文，于宏柱，馬振予，巴音賀希格，唐玉國(guó)，吉日噶蘭圖，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：吉林;22