[发明专利]一种光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差的校正方法

说明书

本发明提供了一种光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差的校正方法，属于衍射光栅的制备技术领域，本发明的校正方法首先测量出待刻光栅毛坯的面型误差，然后求得光栅毛坯面型所引起的刻线误差矩阵，并将之写入光栅刻划程序中，最后在光栅刻划时通过微定位控制来校正光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差。本发明的光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差的校正方法，对光栅基底的加工质量和镀膜机的尺寸、镀膜机自身均匀性的要求不高，大大降低了光栅刻划毛坯的制作难度和对镀膜机的要求，不受光栅基底的加工水平和镀膜工艺水平的限制，尤其是对于大尺寸光栅而言，更容易获得较高的波前质量。

技术领域

本发明涉及衍射光栅的制备技术领域，具体涉及一种光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差的校正方法。

背景技术

机械刻划法是制作光栅母板的主要方法之一，对于刻槽深度较深、衍射效率要求高、槽形要求也十分严格的光栅如红外光栅和绝大多数中阶梯光栅，一般均需采用机械刻划法制作。光栅毛坯的面型误差将直接影响光栅刻线位置误差进而影响光栅的衍射波前质量，必须予以测量、校正和控制。

影响光栅毛坯的面型误差的因素主要包括光栅基底面型的加工质量和膜层的均匀性。现有技术中，光栅基底面型的加工质量主要是通过光学加工来保证，尺寸越大加工的成本和难度越大，对于直径大于500mm的光栅基底，很难将其面型加工至优于λ/6(@632.8nm)。此外，光栅膜层的均匀性主要要是通过调整镀膜机的参数来保证，尤其是大尺寸中阶梯光栅膜层的镀制，光栅尺寸大、膜层10μm及其以上，需要大尺寸的镀膜设备，所需成本高，为了获得镀膜均匀性的最优值，镀膜机参数需要反复进行调节，然而，对于尺寸大于500mm、膜层厚度大于10um的膜层，其均匀性很难达到优于0.5％的指标要求。

因此，有必要寻求一种新的方法来校正光栅基底面型的加工质量和膜层的均匀性引起的刻线误差，解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差的校正方法，解决现有技术的校正方法中所需成本高、难度大且难以达到较高水平等问题。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差的校正方法，包括以下步骤：

步骤S1：采用镀膜机在光栅基底上镀制膜层，制备光栅毛坯；

步骤S2：测量所述光栅毛坯的待刻划面的波前误差值；

步骤S3：采集所述波前误差值，并建立零级波前误差矩阵δ_nm，

其中，行代表同一刻线的不同位置，列代表不同刻线，δ_nm指第m条刻线的第n个位置的波前误差值，m、n均为自然数，且m、n≥2；

步骤S4：在所述零级波前误差矩阵的基础上，运用几何光学和光栅衍射的标量理论求得光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差矩阵ξ_nm，

其中，α为入射角，β为衍射角；

步骤S5：将所述光栅毛坯安装在刻划机的工作台上，调整所述光栅毛坯在工作台上的位置，并进行定位；

步骤S6：确定所述光栅毛坯在刻划方向和分度方向的零位以及刻划区域；

步骤S7：将所述刻划区域内的刻线误差矩阵写入刻划机的运行程序中；

步骤S8：在光栅刻划时，测量光栅刻刀相对于所述光栅毛坯之间的位置，根据刻线误差矩阵通过刻划机微定位系统实时校正所述光栅毛坯的面型误差引起的刻线误差，并完成光栅的刻划。