[发明专利]全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及全息光学领域，特别涉及一种全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统。

背景技术

光栅也称衍射光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。全息凹面光栅是用全息曝光技术在凹面上制作的光栅，它同时具有分光和聚焦元件的特性，可以作为光谱仪器唯一的光学元件而无需准直镜和聚集镜，使得仪器结构简单、小型化，进而大大降低仪器成本，并且可以根据光谱分析的需要设计制作出各种刻线数的全息凹面光栅。与机刻光栅相比，它又具有一般全息光栅的许多优点，如刻线均匀，无鬼线，刻划面积大，刻线密度高等。目前全息凹面光栅广泛应用于摄谱仪、扫描单色仪、直读光谱仪、同位素光谱分析仪以及光纤通信网中的波分复用器等等。

全息凹面光栅的制作过程中至关重要的一步就是曝光，如图1所示，He-Cd激光器11发出一束He-Cd激光经反射镜12反射到三棱镜14上分为两束光强相近的相干光束，再分别经反射镜13、15反射到两凸透镜16、17扩束，在全息凹面光栅基片的曝光面上进行曝光，由此可见，曝光时间的控制、激光光强的大小直接影响到最后全息凹面光栅的质量，而全息凹面光栅负一级衍射效率又会直接影响光谱分析仪器的光谱分析能力，过曝光和曝光不足都会造成全息凹面光栅负一级衍射效率的下降。目前，国内对于全息凹面光栅曝光过程中负一级衍射光衍射效率的掌握和控制还停留在依靠经验的层面上，没有仪器进行实时监测。

因此，迫切需要研发一种在全息凹面光栅曝光过程中对曝光进行实时监控的系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统，以实现对全息凹面光栅曝光过程的实时监控。

为了达到上述目的及其他目的，本发明的全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统，包括：用于提供一种光刻胶不敏感的激光光源的监测激光源，其相对于全息凹面光栅中心设置，且使其与所述全息凹面光栅中心的连线与水平面平行；设置在所述监测激光源和全息凹面光栅中心的连线上的凸透镜，用于将所述监测激光源发出的激光扩束，使扩束后的光覆盖所述全息凹面光栅的曝光面；相对于所述全息凹面光栅负一级衍射聚焦点设置的光功率计，使其接收面能接收激光光源经所述全息凹面光栅的曝光面所形成的衍射光，其中，所述激光光源来自所述监测激光源；以及与所述光功率计相连接的处理器，用于将所述光功率计接收到的光信号进行处理以获得衍射效率的变化曲线。

其中，所述监测激光源发出的平面光波与所述全息凹面光栅中心轴所成角度在二十度与三十度之间，且与水平面平行。

其中，所述监测激光源发出的激光经所述凸透镜扩束后的球面光波为所述全息凹面光栅曝光面的两倍。

较佳的，所述光功率计的接收面放置在所述全息凹面光栅负一级衍射聚焦点后10毫米处。

较佳的，所述监测激光源为半导体激光器。

较佳的，所述处理器为计算机，其通过串口与所述光功率计连接。

综上所述，本发明的全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统通过实时监测全息凹面光栅曝光时的负一级的衍射光光强，由此实现对全息凹面光栅光刻胶曝光厚度的实时监控。

附图说明

图1为现有全息凹面光栅制作光路图。

图2为本发明的全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统整体结构示意图。

图3为本发明的全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统所监测的全息凹面光栅曝光前的示意图。

图4为本发明的全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统所监测的全息凹面光栅曝光后的光刻胶分子变化示意图。

图5为本发明的全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统获得的负一级衍射光光强变化曲线。

具体实施方式

请参阅图2，本发明的全息凹面光栅负一级光刻胶监测系统至少包括：监测激光源1、凸透镜2、光功率计5、以及处理器6等。

所述监测激光源1用于提供一种光刻胶不敏感的激光光源，其相对于全息凹面光栅中心设置，且使其与所述全息凹面光栅中心的连线与水平面平行。在本实施例中，采用的光刻胶是1813，其为正性光刻胶，其对光波的响应为近紫外和紫外波段，因此它对He-Cd激光(441.6nm)有较好的响应，而对于半导体激光基本没有响应，因此，可采用He-Cd激光作为制作光源，而所述监测激光源1可使用半导体激光作为测试光源，并使半导体激光器发出的平面光波与所述全息凹面光栅中心轴所成角度在二十度与三十度之间，且与水平面平行。