用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]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；
[0004]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)制過程中子光柵的位置姿態(tài)滿足精度要求，得到面積為子光柵整數(shù)倍的復(fù)制拼接光柵。
[0005]現(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，通過分析計(jì)算出光柵拼接誤差。
[0006]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，無法在光柵復(fù)制過程中對(duì)光柵拼接誤差進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，若復(fù)制過程中光柵的拼接誤差變大則可能導(dǎo)致光柵拼接失?。灰虼嗽摍z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。
[0007]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)制過程中拼接兩塊光柵，而復(fù)制過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，需要穿過母版光柵基底，而第一塊光柵并沒有母版光柵，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從光柵上表面入射時(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為解決現(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)量精度低等問題，提供一種用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法。
[0009]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):
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于復(fù)制拼接過程中的實(shí)時(shí)拼接誤差檢測(cè)方法，采用在光柵下表面穿過光柵毛坯來實(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，本發(fā)明僅利用一臺(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。
【附圖說明】
[0014]圖1為采用本發(fā)明所述的用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法中拼接誤差的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為采用本發(fā)明所述的用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法進(jìn)行誤差檢測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為采用本發(fā)明所述的用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法進(jìn)行局部檢測(cè)示意圖；
[0017]圖4為采用本發(fā)明所述的用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法進(jìn)行誤差檢測(cè)側(cè)視圖；
[0018]圖5為采用本發(fā)明所述的用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法進(jìn)行誤差測(cè)量原理示意圖。
[0019]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。
【具體實(shí)施方式】
[0020]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1至圖5說明本實(shí)施方式，用于制作復(fù)制拼接光柵中的誤差檢測(cè)方法，在復(fù)制拼接過程中，入射光從穿過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)。
[0021]S1、將光柵毛坯2放置在底部透光且無遮攔的拼接架I上；
[0022]S2、在所述拼接架I下方放置兩塊平面反射鏡；
[0023]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，通過調(diào)節(jié)兩塊平面鏡的角度，使入射光穿過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 ;
[0024]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。
[0025]本實(shí)施方式中，選擇入射光從穿過光柵毛坯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，本發(fā)明僅利用一臺(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。
[0026]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)過兩塊不同角度的平面反射鏡分成兩束光，穿過光柵毛坯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)過兩塊平面反射鏡，回到中。
[0027]結(jié)合圖1，建立笛卡