[发明专利]光学器件、定位方法和定位装置

说明书

技术领域

本公开涉及光学领域，更具体地，涉及一种光学器件、定位方法和定位装置。

背景技术

在众多应用特别是光学系统和光学测量中，都需要能够进行衍射的光学器件，例如带有微孔的板。例如，为了高精度测量大数值孔径的物镜系统的波前像差，需要提高Shack-Hartmann传感器的精度。Shack-Hartmann传感器本身精度的最佳校准方式是采用绝对球面波进行校准。这就需要产生一系列高精度球面波前并以此作为基准，用这些基准来测量Shack-Hartmann传感器的各种误差和物理参数，进而加以消除这些误差对哈特曼波前传感器精度的影响。理论上，可以使用针孔衍射产生球面参考波前，且针孔直径越小，产生的球面波的波前误差越小，光学质量越高。因此，利用针孔衍射产生球面参考波前时，通常针孔尺寸会做到与波长接近。

由于Shack-Hartmann系统校准与检测的工作方式，要求针孔在实际系统中安装使用时，使得入射光束与亚微米量级的孔准确对准。这就要求亚微米针孔具有很高的定位精度。然而，在这种系统中，亚微米级针孔在使用中由于空间结构受限而无法采用成像监控的方法。

发明内容

本公开的目的至少部分地在于提供一种光学器件、定位方法和定位装置，能够高效地将光学器件定位到适当位置。

根据本公开的一个方面，提供了一种光学器件，包括：基板；在基板上设置的透光孔；至少一个指向标识，设置在基板上，指向标识的至少一个特征在靠近透光孔的部分中与远离透光孔的部分中不同。

根据本公开的另一方面，提供了一种使光束与光学器件相对定位的方法，包括：以光束扫描光学器件，以确定光学器件上设置的指向标识所在的区域；在指向标识的不同部分中检测指向标识的至少一个特征；基于所述至少一个特征在所述不同部分中的变化，确定追踪方向；使光束相对于光学器件定位于指向标识沿着追踪方向的一端；以及沿着追踪方向，使光束相对于指向标识的一端移动预定距离。

根据本公开的又一方面，提供了一种定位装置，包括：支架，用于放置发出光束的发光装置、光学器件、探测器，其中探测器被配置为经由光学器件探测光束；移动机构，被配置为可移动，以使得发光装置与光学器件可相对运动；以及控制器，被配置为控制移动机构，使光束相对于光学器件移动，使得：光束扫描光学器件，根据探测器上的光强变化，确定光学器件上设置的指向标识；根据探测器上的光强变化，在指向标识的不同部分中检测指向标识的至少一个特征；基于所述至少一个特征在所述不同部分中的变化，确定追踪方向；使光束相对于光学器件定位于指向标识沿着追踪方向的一端；以及沿着追踪方向，使光束相对于指向标识的一端移动预定距离。

根据本公开的实施例，能够高效地(特别是在无监控状态下)将光学器件(例如，带有如亚微米级微孔的板)定位到使用该光学器件的系统中的适当位置处。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1(a)和1(b)是分别示意性示出了根据本公开实施例的光学器件的平面图以及该光学器件一部分的放大图；

图2是示意性示出了根据根公开另一实施例的光学器件的平面图；

图3是示意性示出了根据本公开实施例的在垂直于光轴的平面(x-y平面)内相对定位光学器件的方法的流程图；

图4(a)和4(b)是示出了根据一示例的根据指向标识确定追踪方向，并追踪至微孔的示意图；

图5是示出了根据另一示例的根据指向标识确定追踪方向的示意图；

图6是示意性示出了根据本公开另一实施例的光学器件的平面图；

图7(a)和7(b)是示出了在使用图6所示光学器件的示例中确定追踪方向的示意图；

图8是意性示出了根据本公开另一实施例的光学器件的平面图；

图9是意性示出了根据本公开另一实施例的光学器件的平面图；

图10是示意性示出了根据本公开实施例的光学器件三维定位方法的流程图；

图11(a)和11(b)是示出了根据一示例的利用刀口法进行光轴方向(z向)粗定位的示意图；

图12(a)和12(b)是示出了根据一示例的根据光强进行光轴方向(z向)精定位的示意图；以及

图13是示意性示出了根据本公开实施例的定位装置的配置图。

具体实施方式