[发明专利]全息光栅制作装置、曝光干涉条纹相位稳定装置及方法

摘要

本申请提供一种全息光栅制作装置、曝光干涉条纹相位稳定装置及方法，其中，全息光栅曝光干涉条纹相位稳定装置包括分束光栅、光阑、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第一扩束准直系统、第二扩束准直系统、光栅基底、测量光栅、第一光电探测器和第二光电探测器，以及压电陶瓷和控制器。通过分束光栅分束，形成干涉场，并通过光路调整，曝光光束的衍射光重合形成便于测量的莫尔条纹。在干涉条纹发生相位变化时，莫尔条纹也发生相位变化，通过两个光电探测器测量莫尔条纹的相位变化，间接得到干涉条纹的相位变化。控制器控制压电陶瓷带动分束光栅沿垂直光栅刻线方向运动，补偿曝光干涉条纹的相位变化，通过反馈控制稳定曝光干涉条纹的相位。

主权项

一种全息光栅曝光干涉条纹相位稳定装置，其特征在于，包括：分束光栅(4)，所述分束光栅用于将激光分束成多束光，并用于调节干涉条纹的相位；光阑(5)，所述光阑用于遮挡所述多束光中的0级光束；第一平面反射镜(8)，位于所述多束光中的+1级光束(6)出射光路上，用于反射所述+1级光束；第二平面反射镜(9)，位于所述多束光中的‑1级光束(7)出射光路上，用于反射所述‑1级光束；第一扩束准直系统(1012)，所述第一扩束准直系统位于经所述第一平面反射镜(8)反射后光束的光路上，并将所述+1级光束(6)扩束成第一曝光光束(14)；第二扩束准直系统(1113)，所述第二扩束准直系统位于经所述第二平面反射镜(9)反射后光束的光路上，并将所述‑1级光束(7)扩束成第二曝光光束(15)；光栅基底(17)，所述光栅基地位于所述第一曝光光束(14)和所述第二曝光光束(15)的干涉区域内；测量光栅(18)，所述测量光栅(18)位于所述第一曝光光束(14)和所述第二曝光光束(15)的干涉区域内；且所述测量光栅为反射光栅，将所述第一曝光光束(14)经所述测量光栅(18)的N级衍射光与所述第二曝光光束(15)经所述测量光栅(18)的‑(N‑1)级衍射光沿相同方向出射，形成莫尔条纹(19)，其中，N为整数；第一光电探测器(20)和第二光电探测器(21)，所述第一光电探测器(20)和第二光电探测器(21)之间的间距为所述莫尔条纹(19)的奇数个二分之一周期，用于检测所述莫尔条纹的光强变化；压电陶瓷(3)，所述压电陶瓷(3)连接在所述分束光栅(4)上，用于带动所述分束光栅(4)移动，调节所述第一曝光光束(14)和所述第二曝光光束(15)的干涉条纹的相位；控制器(22)，所述控制器(22)的一端与所述第一光电探测器(20)和所述第二光电探测器(21)的输出端相连，另一端与所述压电陶瓷(3)相连；所述控制器(22)根据所述第一光电探测器(20)和所述第二光电探测器(21)探测得到的莫尔条纹的光强变化，计算得到控制量，控制所述压电陶瓷(4)移动，带动所述分束光栅(4)沿垂直所述分束光栅刻线的方向移动，调节所述第一曝光光束(14)和所述第二曝光光束(15)的干涉条纹的相位，使得所述干涉条纹的相位稳定。