[发明专利]偏振全息光栅的曝光系统及曝光方法

权利要求书

1.一种偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，包括：

光源，所述光源用于发射光线；

第一相位延迟器，所述第一相位延迟器位于所述光源的传输路径上，所述光源发出的光线经过所述第一相位延迟器后形成具有第一偏振状态的第一圆偏振光；

曝光样品，所述曝光样品位于所述第一相位延迟器远离所述光源的一侧，且所述曝光样品与所述第一相位延迟器呈夹角θ设置；

第二相位延迟器，所述第二相位延迟器位于所述曝光样品远离所述光源的一侧；

反射镜，所述反射镜位于所述第二相位延迟器远离所述光源的一侧；其中，所述第一圆偏振光经过所述第二相位延迟器后，射入所述反射镜，经过所述反射镜反射后的光线射入所述第二相位延迟器后形成具有第二偏振状态的第二圆偏振光，所述第二圆偏振光射入所述曝光样品，并与所述第一圆偏振光在所述曝光样品处形成干涉图案。

2.根据权利要求1所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，所述曝光样品上设有偏振光敏材料，所述偏振光敏材料用于记录所述干涉图案。

3.根据权利要求1所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，所述光源发出的光线为具有预设口径的平行光，所述曝光样品的截面为方形，所述预设口径的径向尺寸不小于所述曝光样品的截面长度。

4.根据权利要求1所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，所述第一相位延迟器和所述第二相位延迟器均为四分之一波片。

5.根据权利要求1所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，还包括：偏振片，所述偏振片位于所述光源的传输路径上，且所述偏振片设于所述光源与所述第一相位延迟器之间。

6.根据权利要求5所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，还包括：

扩束器，所述扩束器位于所述光源的传输路径上，且所述扩束器设于所述光源和所述偏振片之间，所述扩束器用于将所述光源发出的光线扩束为具有预设口径的平行光。

7.根据权利要求1所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，所述第一圆偏振光射入所述曝光样品处的入射光场为E1，所述第二圆偏振光射入所述曝光样品处的反射光场为E2，所述第一圆偏振光和所述第二圆偏振光在所述曝光样品处的干涉光场为E，所述干涉光场由式(1)所示：

其中，λ为所述光源发出的光线的波长，i为虚数，i²为-1，θ为所述曝光样品与所述第一相位延迟器之间的夹角，x表示所述曝光样品的基板方向，z表示垂直于x方向的方向。

8.根据权利要求1所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，所述偏振光栅的光栅周期由(2)所示：

其中，d为所述光栅周期，λ为所述光源发出的光线的波长，θ为所述曝光样品与所述第一相位延迟器之间的夹角。

9.一种偏振全息光栅的曝光方法，应用于权利要求1-8中任一项所述的偏振全息光栅的曝光系统，其特征在于，所述曝光方法包括：

提供一光源，所述光源发出的光线依次通过第一相位延迟器、曝光样品和第二相位延迟器；其中，所述光线经过所述第一相位延迟器后形成具有第一偏振状态的第一圆偏振光，所述曝光样品与所述第一相位延迟器呈夹角θ设置；

所述第一圆偏振光经过所述第二相位延迟器后，射入所述反射镜，经过所述反射镜反射后的光线依次射入所述第二相位延迟器和所述曝光样品；其中，经过所述反射镜反射后的光线射入所述第二相位延迟器后形成具有第二偏振状态的第二圆偏振光；所述第二圆偏振光与所述第一圆偏振光在所述曝光样品处形成干涉图案；

记录所述第二圆偏振光与所述第一圆偏振光在所述曝光样品处干涉后的干涉图案。

10.根据权利要求9所述的偏振全息光栅的曝光方法，其特征在于，还包括：

旋转所述曝光样品，改变所述曝光样品与所述第一相位延迟器的夹角θ值，以得到不同的干涉光场和光栅周期。