一種計算全息片的製作方法
2023-11-30 09:33:21 2
專利名稱：一種計算全息片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種分光器件，尤其涉及一種將一束光分為兩束能量相等的光束的分 光器件。
背景技術：
在許多應用場合需要使用具有兩束能量相等的相干光，其中，很多情況下所需的 兩束光角度上過於接近，並且需要使用相干光，所以只能由一束光通過分光獲取，傳統的分 光器件難以達到該效果。例如，在使用雙CGH (計算全息)片檢驗離軸凸非球面的時候，需 要使用一種不同能級具有等能量的分光器件，所需要的0級和1級能量幾乎相等(誤差在5% 內)，並且其餘能級能量佔0級或者1級能量不超過15%，這樣最後得到的幹涉圖的對比度 高，信噪比低，使得檢驗可靠性更高。計算全息片是一種衍射光學元件，這是一種發展快速的新型光學元件，是現代微 光學中的一個研究熱點。計算全息片可以看成是一種二元光學元件，是一種位值被量化了 的相位全息圖，其表面微結構的尺寸在波長級，因此可以用微細工藝方法製造這種衍射元 件。計算全息片使用的是光的衍射效應，通過衍射效應可以得到與傳統光學系統不一樣的 光學效果。本發明試圖解決的問題是，如何採用計算全息片微結構來實現上述不同能級具有 等能量的分光器件。
發明內容
本發明目的是提供一種不同能級具有等能量的計算全息片微結構，具備該微結構 的計算全息片，可以獲得0級和1級能量相等的光束。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種計算全息片，由設置在薄平片上 的位相型微結構單元重複排列構成，每一所述位相型微結構單元中含有四個由低至高依次 排列的平臺，以最低一個平臺為零相位，其它平臺與零相位平臺比改變的相位為相位高度， 每個相位平臺的寬度即相位寬度，該計算全息片相位寬度相等，均為相位微結構單元總寬 度的1/4，三個相位凹槽的相位高度分別為dl、d2、d3，滿足d3-d2=dl。優選 的技術 方案，所述相 位高度 Λ = 0.26/: , 32 = 0.527;;.。。採用上述技術方案，得到了 0級和1級能量相等的計算全息片，並且其他能級能量 很弱。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點
1.本發明創新地將相位寬度設置成固定相等，獲得了 0級和1級能量相等的計算全息 片，可以應用於如檢驗離軸凸非球面等需要使用不同能級具有等能量的分光器件的場合。2.本發明的相位高度成規律性分布，d3_d2=dl，加工方便。3.經實驗驗證，採用本發明的結構，衍射能級0級和1級能量相等，達到37%，誤差不超過5% ；，剩餘其它能級能量與0級能量相比，不超過15%。
圖1是實施例一中計算全息片的位相型微結構示意圖； 圖2是實施例一中計算全息片的不同能級佔總能量的分布圖； 圖3是實施例二中雙CGH檢測離軸凸非球面的結構示意圖； 圖4是圖3的光路示意圖5是實施例二中計算全息片的不同能級佔總能量的分布圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述
實施例一參見圖1和圖2所示，一種計算全息片，由設置在薄平片上的位相型微結構 單元S重複排列構成，每一所述位相型微結構單元S中含有四個由低至高依次排列的平臺， 每個平臺構成一個相位，每個相位平臺的寬度(Al、A2、A3)即相位寬度，為相位微結構單元 總寬度的1/4。以最低平臺為相對零點，其他三個相位平臺的相位高度分別為dl、d2、d3，滿 足 d3-d2=dl。本實施例中，所述相位高度dl為Λ = 026π , d2 = 0.527開。本實施例的不同能級能量佔總能量的比例分布如附圖2所示，從圖中可以看出， 衍射能級O級和1級能量相等(誤差不超過5%)，為37%，剩餘其它能級能量與0級能量相 比，不超過15%。實施例二 實施例一的計算全息片應用於雙CGH檢測離軸凸非球面的實例。本實 施例的光路結構如圖3所示，具體的光路分析參見附圖4，由CGHl產生的+1級(或者-1級) 光，經過CGH2進行分光，分成兩束光，其中一束為參考光，被參考面反射，一束為檢測光，被 待檢測鏡片反射，然後兩束光合束，幹涉成像在CCD上。通過對幹涉條紋的辨別，分析判斷 鏡面誤差情況。從圖4中可以知道，要讓CXD上的像對比度很好，就要求CGH2出射光0級和1級 能量相等。因此，採用實施例一的計算全息片作為本實施例的CGH2。其中
(1)相位寬度Al=A2=A3=S/4 ；
(2)相位高度dl=0. 26 π ；d2=0. 527 π ；d3=0. 787 π ； 顯然，符合d3-d2=dl的要求。圖5是本實施例中計算全息片的不同能級佔總能量的分布的實測圖，從圖中可以 看出，0級和1級能量基本相等，並佔總能量的約76%。
權利要求
一種計算全息片，由設置在薄平片上的位相型微結構單元重複排列構成，其特徵在於每一所述位相型微結構單元中含有四個由低至高依次排列的平臺，以最低一個平臺為零相位，其它平臺與零相位平臺相比改變的相位為相位高度，平臺的寬度即為該平臺相位寬度，該計算全息片相位寬度均等，均為相位微結構單元總寬度的1/4，除零相位平臺外，相位平臺的相位高度分別為d1、d2、d3，滿足d3 d2=d1。
2.根據權利要求1所述的計算全息片，其特徵在於所述相位高度為 = 0.267Γ , dl = 0.527;τ。
全文摘要
本發明公開了一種計算全息片，由設置在薄平片上的位相型微結構單元重複排列構成，其特徵在於每一所述位相型微結構單元中含有四個由低至高依次排列的平臺，每個平臺構成一個相位，每個相位平臺的寬度即相位寬度為相位微結構單元總寬度的1/4，以最低平臺為零相位，其他三個高平臺的相位高度分別為d1、d2、d3，滿足d3-d2=d1。本發明獲得了0級和1級能量相等的計算全息片，可以應用於如檢驗離軸凸非球面等需要使用不同能級具有等能量的分光器件的場合。
文檔編號G02B5/18GK101986173SQ201010570590
公開日2011年3月16日 申請日期2010年12月2日 優先權日2010年12月2日
發明者任建鋒, 郭培基 申請人:蘇州大學