专利名称：制作多边形全息光栅的方法
技术领域：
本发明提供一种制作多边形全息光栅的方法，属于物理学中全息摄影的工艺或设备技术。
全息光栅广泛应用于光学信息处理，教学实验，测试技术和制作复合光栅及彩虹膜模具的底板等有关技术领域，是一种重要的光学元件。普通光栅的获得方法通常是用机械加工方法，但对于光栅常数小，环数多的光栅，用机械加工的方法不易实现，而采用拼接法和精密缩微方法误差又较大。
中国专利87101544号，公开一种制作等间距环形全息光栅的方法。技术实质表现为，使单色平行光通过圆锥透镜，在一定的波场内区域获得一组间距相等的同心圆环的等强度点分布。将全息底片置于此波场中，即得到等间距环形全息光栅。当折射率和入射光波长一定时，用不同夹角α值的透镜将得到不同光栅常数的环形全息光栅。当折射率及夹角α一定，改变入射光波长，可得到不同光栅常数的环形全息光栅。
该发明介绍选用入射光波长为6328埃的氦氖激光，夹角α＝20°折射率为1.5的圆锥形透镜的一次实验。通过理论计算光栅常数为600条/mm，实验结果测得的环间距离为1.67微米，与理论计算结果相符。
多边形全息光栅是一种新型的光学元件，在光学性能上，兼有直条纹光栅和环形光栅的优点，并可按照要求的多个方位色散。根据其特有的性质，多边形全息光栅可用于光谱分析，光学信息处理，工业计量，教学实验等领域。目前尚未见到关于制作多边形全息光栅的报导。
本发明的目的是提供一种应用光学方法制取多边形全息光栅的方法。
本发明方法的技术实质表现为利用一束平行光与多束平行光干涉获取多边形全息光栅。具体为在相互垂直行进的两束平行光交叉处呈45°设置分束镜，在分束镜一侧的平行光路中设置正多棱锥透镜，并且在同侧的另一束平行光透射的光路中设置以正多棱锥透镜的锥顶点虚像位置为前焦点的共焦透镜组，全息底片置于该共焦透镜组的后焦平面上，选择正确曝光指数，显影后可获得振幅型多边形全息光栅，如再对底片进行漂白即可得到位相型多边形全息光栅。
使用本发明提供的方法，变换正多棱锥透镜的棱数，便可得到边数和多棱锥透镜棱数相同的全息光栅。改变入射光波长，正多棱锥透镜棱数，锥面与锥底平面的二面角θ，可获得不同光栅常数的多边形全息光栅。理论计算的光栅常数d和采用本发明方法获得相符。
附
图1是实现本发明目的光路原理图，附图2是三边形全息光栅示意图，附图3是四边形全息光栅示意图，附图4是五边形全息光栅示意图。下面结合附图叙述本发明所提供的最佳方案。
1、按附图1所示设置光路。其中Laser为激光光源，G为光闸，L1为扩束镜，L2为准直透镜，D为针孔滤波器，M1、M2为反射镜，B1B2为分光镜，A为正多棱锥透镜，L3、L4是一共焦透镜组，H为全息底片。
分束镜B2呈45°设置在相互垂直行进的两束平行光交叉处，正多棱锥透镜A设置在分束镜一侧的平行光路中，共焦透镜组设置在穿过分束镜的另一束平行光束光路中，并且前焦点和正多棱锥透镜A的锥顶点虚像位置重合。
成像过程为由Laser发出一束光，经G、L1、D、L2后，变成一束平行光，经B1分成相互垂直的两束平行光，这两束平行光分别被M1、M2以45°反射角反射。被M2反射的一束平行光穿过B2射向L3，由于L3-L4是一共焦透镜组，所以由L4出射的仍是平行光。另一束平行光垂直射向正多棱锥透镜A(图中画的是正四棱锥透镜的剖面图)，并被A的每个锥面折射而分解成多束三角形平行光柱，它们经B2反射并穿过L3-L4共焦透镜组后，仍是三角形的平行光柱，它们可以和前述的平行光干涉。再将H迭放在L4的后焦面上，按照光强的大小选取合适的曝光时间，显影后便可得到多边形全息光栅。
此例中，Laser为He-Ne激光器，波长入＝6328A°，正四棱锥透镜的折射率n＝1.5，采用两个焦距完全相等的共焦透镜组，当θ＝20°获得四边形全息光栅示意图如图3，d＝3.359μm。
2、光路设置同例1、θ＝15°采用正三棱锥透镜、d＝4.636μm，其它参数同例1、光栅示意图如图2。
3、光路设置同例1、θ＝10°，采用正五棱锥透镜，采用焦距不等的两个透镜组成共焦透镜组。其它参数同例1、可获得五边形全息光栅，示意图如图4。
权利要求
1.一种制作多边形全息光栅的方法，其特征为在相互垂直行进的两束平行光交叉处呈45°设置分束镜，在分束镜一侧的平行光路中设置正多棱锥透镜，并且在同侧的另一束平行光透射的光路中设置以正多棱锥透镜的锥顶点虚像位置为前焦点的共焦透镜组，全息底用片置于该共焦透镜组的后焦平面上。
2.根据权利要求1所述的制作多边形全息光栅的方法，其特征为采用两个焦距相同的透镜组成共焦透镜组;
全文摘要
一种制作多边形全息光栅的方法，技术实质表现为利用一束平行光与多束平行光干涉获取多边形金息光栅。具体为在相互垂直行进的两束平行光交叉处呈45°设置分束镜，在分束镜一侧的平行光路中设置正多棱锥透镜，并且在同侧的另一束平行光透射的光路中设置以正多棱锥透镜的锥顶点虚像位置为前焦点的共焦透镜组，全息底用片置于该共焦透镜组的后焦平面上，选择正确曝光指数，显影后便可获得振幅型多边形全息光栅，如再对底片进行漂白即可得到位相型多边形全息光栅。
文档编号G03H1/04GK1053850SQ9110605
公开日1991年8月14日 申请日期1991年3月19日 优先权日1991年3月19日
发明者张辉, 王振山, 史建新 申请人:沈阳师范学院