专利名称：一种平面全息光栅曝光光路中实时监测装置的调整方法
技术领域：
本发明属于光谱技术领域中涉及的平面全息光栅曝光光路中所使用的实时监测 装置的调整方法。
背景技术：
在平面全息光栅的曝光过程中，获得合适的曝光量对于能否制作出合格的全息光 栅具有举足轻重的作用，而利用实时监测的方法控制曝光量能够很好的解决这一问题。在 曝光过程中将一束光刻胶不感光的He-Ne激光照射在光栅基底上，其衍射光强度将随着曝 光量的增加而增大，通过观察衍射光强度变化就能够找到合适的曝光停止时刻。由于光刻胶曝光后形成的是潜像光栅，即光刻胶内部是折射率的周期性变化而不 是浮雕轮廓，所以衍射光强度非常弱，不仅眼睛无法观察到，一般的光电器件也无法用于其 强度监测，只能利用高感光灵敏度的探测器件如光电倍增管等进行探测。这就给平面全息 光栅曝光光路中实时监测装置的调整带来一定的困难。一般的方法是先试曝一块光栅基 底，然后进行显影从而得到一块平面全息光栅。这一块光栅并不要求质量，只要能产生一定 强度的衍射光就可以。将此光栅按原位置放回曝光光路中并使一束He-Ne激光照射在此光 栅上，此时便能够看到其衍射光的出射方向。将探测器件放置在需要监测的衍射光的出射 方向上，进行下一次曝光时就能够探测到潜像光栅衍射光的强度变化。显然，这种方法不仅 效率低下，而且浪费资源，这就需要建立一种新的平面全息光栅曝光光路中实时监测装置 的调整方法。
发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明目的在于实现对平面全息光栅曝光光路中 实时监测装置的精确调整，特提出一种易于实现的能够精确调整实时监测装置的调整方 法。本发明要解决的技术问题是提供一种平面全息光栅曝光光路中实时监测装置的 调整方法。解决技术问题的技术方案为步骤一，配备一套平面全息光栅干涉装置，如图1 所示包括光源激光器1、第一平面反射镜2、第二平面反射镜3、空间滤波器4、准直反射镜 5、第三平面反射镜6、光栅基底7和干涉场8 ；光源激光器1发出的激光束经第一平面反射 镜2和第二平面反射镜3反射到达空间滤波器4，激光束经过空间滤波器4后成为发散的 球面光波，再经准直反射镜5反射成为平行光束，平行光束的一部分经第三平面反射镜6反 射后与另一部分平行光束交汇形成干涉场8，光栅基底7置于干涉场8内，光栅基底7的曝 光面与第三平面反射镜6的反射面之间的夹角为90° ；步骤二，将图1所示的平面全息光 栅干涉装置中的光栅基底7撤掉，将一块与待制作平面全息光栅具有相同刻线密度的机刻 光栅9放置到光栅基底7的位置，如图2所示调整机刻光栅9的方位，当机刻光栅9的前 表面与第三平面反射镜6垂直时便能在机刻光栅9表面看到莫尔条纹，将莫尔条纹的条纹 数调至最少，此时机刻光栅9的位置与原光栅基底7的位置一致；步骤三，将监测激光器10
3与光电探测器11置于图2所示的平面全息光栅干涉装置中，如图3所示使监测激光器10 的出射光照射在机刻光栅9上，将光电探测器11放置在监测激光器10发出的光束经机刻 光栅9衍射后产生的衍射光的光轴上。至此，平面全息光栅曝光光路中所使用的实时监测 装置调整完毕。本发明工作原理说明利用莫尔条纹现象对光栅进行调整与定位可以达到很高 的精度，将一块与待制作平面全息光栅刻线密度相同的机刻光栅复位到光栅基底所在的位 置，从而将看不到的潜像光栅的衍射光转化为看得到的机刻光栅的衍射光，进而达到精确 调整实时监测装置位置的目的。在平面全息光栅干涉装置中撤去光栅基底7，将机刻光栅9 放置到原光栅基底7的位置；调整机刻光栅9使得在机刻光栅9的表面出现莫尔条纹，并将 莫尔条纹的条纹数调至最少；使监测激光器10的出射光束入射在机刻光栅9上，将光电探 测器11放置在监测激光器10的出射光经机刻光栅9衍射产生的衍射光的光轴上。这样平 面全息光栅曝光光路中所使用的实时监测装置就调整完毕了。本发明的积极效果本发明提出的方法可以快速准确地调整平面全息光栅曝光光 路中的实时监测装置，对提高平面全息光栅曝光光路调整的技术水平与提高效率有直接的 重要价值。
图1是本发明方法中配备的平面全息光栅制作所用的干涉装置的光路结构示意 图。图2是本发明方法中将光栅基底替换为机刻光栅后的光路结构示意图。图3是本发明方法中对实时监测装置进行调整的光路结构示意图。
具体实施例方式本发明按解决的技术方案中所建立的步骤一、步骤二、步骤三三个方法步骤实施。 其中光源激光器1采用Kr+激光器，发射波长为413. Inm ；第一平面反射镜2和第二平面反 射镜3为玻璃基底镀铝反射镜；空间滤波器4由显微物镜和针孔组成；准直反射镜5采用 K9玻璃基底镀铝膜离轴抛物面反射镜，口径Φ 320mm、焦距1200mm ；第三平面反射镜6为K9 玻璃基底镀铝膜反射镜，表面积160mmX 110mm，表面平面度优于1/5 λ，λ = 632. 8nm ；光栅 基底7采用K9光学玻璃，K9光学玻璃上涂敷的光致抗蚀剂为日本Siipley 1805正型光致 抗蚀剂；机刻光栅9为机械刻划的镀铝反射式平面衍射光栅；监测激光器10采用He-Ne激 光器，出射波长为632. Snm ；光电探测器11采用光电倍增管。
权利要求
1. 一种平面全息光栅曝光光路中实时监测装置的调整方法，其特征在于步骤一，配 备一套平面全息光栅干涉装置，包括光源激光器(1)、第一平面反射镜O)、第二平面反射 镜(3)、空间滤波器(4)、准直反射镜(5)、第三平面反射镜(6)、光栅基底(7)和干涉场(8)； 光源激光器(1)发出的激光束经第一平面反射镜(2)和第二平面反射镜(3)反射到达空间 滤波器G)，激光束经过空间滤波器(4)后成为发散的球面光波，再经准直反射镜(5)反射 成为平行光束，平行光束的一部分经第三平面反射镜(6)反射后与另一部分平行光束交汇 形成干涉场(8)，光栅基底(7)置于干涉场(8)内，光栅基底(7)的曝光面与第三平面反射 镜(6)的反射面之间的夹角为90° ；步骤二，将平面全息光栅干涉装置中的光栅基底(7)撤 掉，将一块与待制作平面全息光栅具有相同刻线密度的机刻光栅(9)放置到光栅基底(7) 的位置，调整机刻光栅(9)的方位，当机刻光栅(9)的前表面与第三平面反射镜(6)垂直时 便能在机刻光栅(9)表面看到莫尔条纹，将莫尔条纹的条纹数调至最少，此时机刻光栅(9) 的位置与原光栅基底(7)的位置一致；步骤三，将监测激光器(10)与光电探测器(11)置于 平面全息光栅干涉装置中，使监测激光器(10)的出射光照射在机刻光栅(9)上，将光电探 测器(11)放置在监测激光器(10)发出的光束经机刻光栅(9)衍射后产生的衍射光的光轴 上，至此平面全息光栅曝光光路中所使用的实时监测装置调整完毕。
全文摘要
一种平面全息光栅曝光光路中实时监测装置的调整方法，属于光谱技术领域中涉及的平面全息光栅制作所使用的实时监测装置的调整方法。要解决的技术问题是提供一种调整平面全息光栅曝光光路中实时监测装置的方法。技术方案为步骤一，建立一套平面全息光栅干涉装置；步骤二，将一块刻线密度与待制作全息光栅相同的机刻光栅置于光栅基底应放置的位置，利用莫尔条纹现象将其调整至与光栅基底相同的位置；步骤三，将一He-Ne激光器发出的监测光束照射在机刻光栅上，在其衍射光的出射光轴方向上放置光电探测器。该方法能快速准确地调整平面全息光栅曝光光路中的实时监测装置，对提高光路调整的技术水平与提高效率有直接的重要价值。
文档编号G03F7/20GK102087480SQ201010599560
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者唐玉国, 孔鹏, 巴音贺希格, 李文昊, 齐向东 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所