專利名稱：一種計(jì)算全息片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
在許多應(yīng)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 兩束光角度上過于接近，并且需要使用相干光，所以只能由一束光通過分光獲取，傳統(tǒng)的分 光器件難以達(dá)到該效果。例如，在使用雙CGH (計(jì)算全息)片檢驗(yàn)離軸凸非球面的時(shí)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(nèi))，并且其余能級能量占0級或者1級能量不超過15%，這樣最后得到的干涉圖的對比度 高，信噪比低，使得檢驗(yàn)可靠性更高。計(jì)算全息片是一種衍射光學(xué)元件，這是一種發(fā)展快速的新型光學(xué)元件，是現(xiàn)代微 光學(xué)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。計(jì)算全息片可以看成是一種二元光學(xué)元件，是一種位值被量化了 的相位全息圖，其表面微結(jié)構(gòu)的尺寸在波長級，因此可以用微細(xì)工藝方法制造這種衍射元 件。計(jì)算全息片使用的是光的衍射效應(yīng)，通過衍射效應(yīng)可以得到與傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)不一樣的 光學(xué)效果。本發(fā)明試圖解決的問題是，如何采用計(jì)算全息片微結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)上述不同能級具有 等能量的分光器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種不同能級具有等能量的計(jì)算全息片微結(jié)構(gòu)，具備該微結(jié)構(gòu) 的計(jì)算全息片，可以獲得0級和1級能量相等的光束。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種計(jì)算全息片，由設(shè)置在薄平片上 的位相型微結(jié)構(gòu)單元重復(fù)排列構(gòu)成，每一所述位相型微結(jié)構(gòu)單元中含有四個(gè)由低至高依次 排列的平臺，以最低一個(gè)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(gè)相位平臺的寬度即相位寬度，該計(jì)算全息片相位寬度相等，均為相位微結(jié)構(gòu)單元總寬 度的1/4，三個(gè)相位凹槽的相位高度分別為dl、d2、d3，滿足d3-d2=dl。優(yōu)選 的技術(shù) 方案，所述相 位高度 Λ = 0.26/: , 32 = 0.527;;.。。采用上述技術(shù)方案，得到了 0級和1級能量相等的計(jì)算全息片，并且其他能級能量 很弱。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明創(chuàng)新地將相位寬度設(shè)置成固定相等，獲得了 0級和1級能量相等的計(jì)算全息 片，可以應(yīng)用于如檢驗(yàn)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(fā)明的相位高度成規(guī)律性分布，d3_d2=dl，加工方便。3.經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，衍射能級0級和1級能量相等，達(dá)到37%，誤差不超過5% ；，剩余其它能級能量與0級能量相比，不超過15%。


圖1是實(shí)施例一中計(jì)算全息片的位相型微結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實(shí)施例一中計(jì)算全息片的不同能級占總能量的分布圖； 圖3是實(shí)施例二中雙CGH檢測離軸凸非球面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3的光路示意圖5是實(shí)施例二中計(jì)算全息片的不同能級占總能量的分布圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例一參見圖1和圖2所示，一種計(jì)算全息片，由設(shè)置在薄平片上的位相型微結(jié)構(gòu) 單元S重復(fù)排列構(gòu)成，每一所述位相型微結(jié)構(gòu)單元S中含有四個(gè)由低至高依次排列的平臺， 每個(gè)平臺構(gòu)成一個(gè)相位，每個(gè)相位平臺的寬度(Al、A2、A3)即相位寬度，為相位微結(jié)構(gòu)單元 總寬度的1/4。以最低平臺為相對零點(diǎn)，其他三個(gè)相位平臺的相位高度分別為dl、d2、d3，滿 足 d3-d2=dl。本實(shí)施例中，所述相位高度dl為Λ = 026π , d2 = 0.527開。本實(shí)施例的不同能級能量占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%，剩余其它能級能量與0級能量相 比，不超過15%。實(shí)施例二 實(shí)施例一的計(jì)算全息片應(yīng)用于雙CGH檢測離軸凸非球面的實(shí)例。本實(shí) 施例的光路結(jié)構(gòu)如圖3所示，具體的光路分析參見附圖4，由CGHl產(chǎn)生的+1級(或者-1級) 光，經(jīng)過CGH2進(jìn)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，然后兩束光合束，干涉成像在CCD上。通過對干涉條紋的辨別，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，采用實(shí)施例一的計(jì)算全息片作為本實(shí)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(shí)施例中計(jì)算全息片的不同能級占總能量的分布的實(shí)測圖，從圖中可以 看出，0級和1級能量基本相等，并占總能量的約76%。
權(quán)利要求
一種計(jì)算全息片，由設(shè)置在薄平片上的位相型微結(jié)構(gòu)單元重復(fù)排列構(gòu)成，其特征在于每一所述位相型微結(jié)構(gòu)單元中含有四個(gè)由低至高依次排列的平臺，以最低一個(gè)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(jì)算全息片相位寬度均等，均為相位微結(jié)構(gòu)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(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算全息片，其特征在于所述相位高度為 = 0.267Γ , dl = 0.527;τ。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種計(jì)算全息片，由設(shè)置在薄平片上的位相型微結(jié)構(gòu)單元重復(fù)排列構(gòu)成，其特征在于每一所述位相型微結(jié)構(gòu)單元中含有四個(gè)由低至高依次排列的平臺，每個(gè)平臺構(gòu)成一個(gè)相位，每個(gè)相位平臺的寬度即相位寬度為相位微結(jié)構(gòu)單元總寬度的1/4，以最低平臺為零相位，其他三個(gè)高平臺的相位高度分別為d1、d2、d3，滿足d3-d2=d1。本發(fā)明獲得了0級和1級能量相等的計(jì)算全息片，可以應(yīng)用于如檢驗(yàn)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(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者任建鋒, 郭培基 申請人:蘇州大學(xué)