專利名稱：一種凹面全息光柵曝光光路中實(shí)時監(jiān)測裝置的調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的凹面全息光柵曝光光路中所使用的實(shí)時監(jiān)測 裝置的調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
在凹面全息光柵的制作過程中，使光柵基底上涂覆的光刻膠在曝光過程中獲得合 適的曝光量直接決定了能否制作出具有理想光柵槽形的凹面全息光柵。最為有效的控制曝 光量的方法是利用實(shí)時監(jiān)測裝置在曝光過程中對光刻膠中潛像光柵的衍射效率進(jìn)行實(shí)時 監(jiān)測，在曝光過程中將一束光刻膠不感光的He-Ne激光照射在光柵基底上，利用光電探測 器件將監(jiān)測光束衍射光的強(qiáng)度隨時間的變化曲線記錄下來，通過監(jiān)測曲線的變化特征就能 夠找到合適的曝光停止時刻。由于光刻膠曝光后形成的是潛像光柵，即光刻膠內(nèi)部是折射率的周期性變化而不 是浮雕輪廓，所以衍射光強(qiáng)度非常弱，不僅眼睛無法觀察到，一般的光電器件也無法用于其 強(qiáng)度監(jiān)測，只能利用高感光靈敏度的探測器件如光電倍增管等進(jìn)行探測，這就給凹面全息 光柵曝光光路中實(shí)時監(jiān)測裝置的調(diào)整帶來一定的困難。可行的方法是先試制一塊凹面全息 光柵，這塊光柵不要求衍射效率，只為調(diào)整實(shí)時監(jiān)測裝置使用。將此光柵按原位置放回曝光 光路中并使一束He-Ne激光照射在此光柵上，此時便能夠看到其衍射光的出射方向。將探 測器件放置在需要監(jiān)測的衍射光的出射方向上，進(jìn)行下一次曝光時就能夠探測到潛像光柵 衍射光的強(qiáng)度變化。從原理上來說，只有將試制的凹面全息光柵嚴(yán)格放回原來曝光時的位 置才能找到正確的監(jiān)測光經(jīng)光柵衍射后的出射方向。但是由于很多凹面全息光柵采用的是 圓形基底，因此很難保證將其放回原位；即便是方形基底，由于裝卡時的誤差，每一次放置 時的位置也是不同的。如果試制的凹面全息光柵不能按原位置放置，則會導(dǎo)致監(jiān)測光經(jīng)光 柵的衍射光與光電探測器無法對準(zhǔn)，從而無法對曝光量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的困難，本發(fā)明目的在于實(shí)現(xiàn)對凹面全息光柵曝光光路中 實(shí)時監(jiān)測裝置的調(diào)整，特提出一種易于實(shí)現(xiàn)的能夠精確調(diào)整凹面全息光柵曝光光路中實(shí)時 監(jiān)測裝置的調(diào)整方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種凹面全息光柵曝光光路中實(shí)時監(jiān)測裝置的 調(diào)整方法。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為步驟一，配備一套凹面全息光柵曝光裝置，如圖1 所示包括光源激光器1、第一平面反射鏡2、分光鏡3、第二平面反射鏡4、第三平面反射鏡 5、第一空間濾波器6、第二空間濾波器7、干涉場8和光柵基底9 ；在光源激光器1的激光束 傳播方向的光軸上置有第一平面反射鏡2 ；在第一平面反射鏡2的反射光的光路上置有分 光鏡3，在分光鏡3的反射光的光路上置有第二平面反射鏡4，在分光鏡3的透射光的光路 上置有第三平面反射鏡5，在第二平面反射鏡4的反射光的光路上置有第一空間濾波器6， 在第三平面反射鏡5的反射光的光路上置有第二空間濾波器7，從第一空間濾波器6和第二空間濾波器7出射的球面光波在空間交匯區(qū)域形成干涉場8，兩束球面光波的波源點(diǎn)分 別位于第一空間濾波器6和第二空間濾波器7的針孔處，在干涉場8內(nèi)放置被制作的凹面 全息光柵的光柵基底9，光柵基底9的位置就是全息光柵的曝光位置；步驟二，將圖1所示 的凹面全息光柵曝光裝置中的光柵基底9進(jìn)行試制，通過曝光、顯影使其轉(zhuǎn)化為具有浮雕 輪廓的全息光柵10，將全息光柵10再放回曝光光路中，如圖2所示調(diào)整全息光柵10的方 位以及滾轉(zhuǎn)，使第一空間濾波器6的出射光束經(jīng)全息光柵10的一級衍射光與第二空間濾波 器7的出射光束經(jīng)全息光柵10的零級光重合，即這兩束光沿相同方向傳播，在兩束光的傳 播方向上放置接收屏11則能在接收屏11上看到干涉條紋，此時全息光柵10的刻線分布與 干涉場8的條紋分布一致，即全息光柵10的位置被復(fù)原到了原光柵基底9所在的位置；步 驟三，將接收屏11撤去，將監(jiān)測激光器12與光電探測器13置于圖2所示的凹面全息光柵 曝光裝置中，如圖3所示使監(jiān)測激光器12的出射光照射在全息光柵10表面，將光電探測 器13放置在監(jiān)測激光器12的出射光經(jīng)全息光柵10衍射后產(chǎn)生的衍射光的光軸上。至此， 凹面全息光柵曝光光路中所使用的實(shí)時監(jiān)測裝置調(diào)整完畢。本發(fā)明工作原理說明利用全息干涉原理對凹面全息光柵曝光光路中所制作的凹 面全息光柵進(jìn)行復(fù)位，通過干涉條紋判斷其是否復(fù)位能夠達(dá)到很高的精確度，以此方法將 強(qiáng)度微弱、不可見的潛像光柵的衍射光轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度較強(qiáng)、可見的全息光柵的衍射光，從而能 夠?qū)?shí)時監(jiān)測裝置調(diào)整到準(zhǔn)確的位置，達(dá)到精確調(diào)整實(shí)時監(jiān)測裝置的目的。在凹面全息光 柵曝光裝置中對光柵基底9進(jìn)行曝光，通過顯影使其轉(zhuǎn)化為具有浮雕輪廓的全息光柵10 ； 將全息光柵10放置到光柵基底9所在的位置，調(diào)整全息光柵10使第一空間濾波器6的出 射光經(jīng)全息光柵10的一級衍射光與第二空間濾波器7的出射光經(jīng)全息光柵10的零級光沿 相同方向出射，并在接收屏11上接收到干涉條紋；撤去接收屏11，使監(jiān)測激光器12的出射 光束入射在全息光柵10上，將光電探測器13放置在監(jiān)測激光器12的出射光經(jīng)全息光柵10 的衍射光的光軸上。這樣凹面全息光柵曝光光路中所使用的實(shí)時監(jiān)測裝置就調(diào)整完畢了。本發(fā)明的積極效果本發(fā)明提出的方法可以準(zhǔn)確地調(diào)整凹面全息光柵曝光光路中 的實(shí)時監(jiān)測裝置，解決了監(jiān)測光對不準(zhǔn)的問題，對提高凹面全息光柵的制作水平有直接的 重要價值。


圖1是本發(fā)明方法中配備的凹面全息光柵制作所用的曝光裝置的光路結(jié)構(gòu)示意 圖。圖2是本發(fā)明方法中將光柵基底替換為全息光柵后觀察干涉條紋的光路結(jié)構(gòu)示 意圖。圖3是本發(fā)明方法中對實(shí)時監(jiān)測裝置進(jìn)行調(diào)整的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明按解決的技術(shù)方案中所建立的步驟一、步驟二、步驟三三個方法步驟實(shí)施。 其中光源激光器1采用Kr+激光器，發(fā)射波長為413. Inm ；第一平面反射鏡2、第二平面反射 鏡4和第三平面反射鏡5為玻璃基底鍍鋁反射鏡；分光鏡3采用雙膠合玻璃棱鏡；第一空間 濾波器6和第二空間濾波器7由顯微物鏡和針孔組成；光柵基底9和全息光柵10采用K9光學(xué)玻璃，K9光學(xué)玻璃上涂敷的光致抗蝕劑為日本Ripley 1805正型光致抗蝕劑；接收屏 11采用白色毛玻璃；監(jiān)測激光器12采用He-Ne激光器，出射波長為632. Snm ；光電探測器 13采用光電倍增管。
權(quán)利要求
1. 一種凹面全息光柵曝光光路中實(shí)時監(jiān)測裝置的調(diào)整方法，其特征在于步驟一，配 備一套凹面全息光柵曝光裝置，包括光源激光器(1)、第一平面反射鏡O)、分光鏡(3)、第 二平面反射鏡G)、第三平面反射鏡(5)、第一空間濾波器(6)、第二空間濾波器(7)、干涉 場(8)和光柵基底(9)；在光源激光器(1)的激光束傳播方向的光軸上置有第一平面反射 鏡O)；在第一平面反射鏡O)的反射光的光路上置有分光鏡(3)，在分光鏡(3)的反射光 的光路上置有第二平面反射鏡G)，在分光鏡(3)的透射光的光路上置有第三平面反射鏡 (5)，在第二平面反射鏡的反射光的光路上置有第一空間濾波器(6)，在第三平面反射 鏡(5)的反射光的光路上置有第二空間濾波器(7)，從第一空間濾波器(6)和第二空間濾 波器(7)出射的球面光波在空間交匯區(qū)域形成干涉場(8)，兩束球面光波的波源點(diǎn)分別位 于第一空間濾波器(6)和第二空間濾波器(7)的針孔處，在干涉場(8)內(nèi)放置被制作的凹 面全息光柵的光柵基底(9)，光柵基底(9)的位置就是全息光柵的曝光位置；步驟二，將凹 面全息光柵曝光裝置中的光柵基底(9)進(jìn)行試制，通過曝光、顯影使其轉(zhuǎn)化為具有浮雕輪 廓的全息光柵(10)，將全息光柵(10)再放回曝光光路中，調(diào)整全息光柵(10)的方位以及 滾轉(zhuǎn)，使第一空間濾波器(6)的出射光束經(jīng)全息光柵(10)的一級衍射光與第二空間濾波器 (7)的出射光束經(jīng)全息光柵(10)的零級光重合，即這兩束光沿相同方向傳播，在兩束光的 傳播方向上放置接收屏(11)則能在接收屏(11)上看到干涉條紋，此時全息光柵(10)的刻 線分布與干涉場(8)的條紋分布一致，即全息光柵(10)的位置被復(fù)原到了原光柵基底(9) 所在的位置；步驟三，將接收屏(11)撤去，將監(jiān)測激光器(12)與光電探測器(13)置于凹面 全息光柵曝光裝置中，使監(jiān)測激光器(1 的出射光照射在全息光柵(10)表面，將光電探測 器(1 放置在監(jiān)測激光器(1 的出射光經(jīng)全息光柵(10)衍射后產(chǎn)生的衍射光的光軸上， 至此凹面全息光柵曝光光路中所使用的實(shí)時監(jiān)測裝置調(diào)整完畢。
全文摘要
一種凹面全息光柵曝光光路中實(shí)時監(jiān)測裝置的調(diào)整方法，屬于光譜技術(shù)領(lǐng)域中涉及的凹面全息光柵曝光光路中所使用的實(shí)時監(jiān)測裝置的調(diào)整方法。要解決的技術(shù)問題是提供一種調(diào)整凹面全息光柵曝光光路中實(shí)時監(jiān)測裝置的方法。技術(shù)方案為步驟一，建立一套凹面全息光柵曝光裝置；步驟二，將凹面全息光柵曝光裝置中制作的全息光柵復(fù)位到原來光柵基底放置的位置，利用光學(xué)干涉方法將其調(diào)整至與光柵基底相同的位置；步驟三，將一He-Ne激光器發(fā)出的監(jiān)測光束照射在全息光柵上，在其衍射光的出射光軸方向上放置光電探測器。該方法能準(zhǔn)確地調(diào)整凹面全息光柵曝光光路中的實(shí)時監(jiān)測裝置，對提高凹面全息光柵制作技術(shù)水平有直接的重要價值。
文檔編號G02B5/18GK102087481SQ20101059970
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者唐玉國, 孔鵬, 巴音賀希格, 李文昊, 齊向東 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所