專利名稱：隨機達曼光柵的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及達曼光柵，特別是一種隨機達曼光柵的制備方法。
背景技術：
自從Dammann和Gortle等人在1971年發(fā)明達曼光柵在先技術1 :H. Dammannand K. Gortler, Opt. Comm. 1971，3(3) : 312 315。它作為夫瑯禾費型光學器件，入射光波經(jīng)過它產(chǎn)生的夫瑯禾費衍射圖樣是一定點陣數(shù)目的等光強光斑，完全避免了一般振幅光柵因sine函數(shù)強度包絡所引起的譜點光強的不均勻分布。1995年周常河給出了從2到64點陣的達曼光柵解在先技術2 :C. H. Zhou, L. R. Liu, App 1. Opt., 1995，34(26),596廣5969，之后設計了與大多數(shù)光學系統(tǒng)相配的圓形達曼光柵，并詳細地分析了相位制作誤差及側(cè)壁腐蝕誤差對光柵性能的影響在先技術3 :C. H. Zhou, J. Jia, L. R. Liu,Opt. Lett. , 2003, 28(22) :2174^2176]. 2010年余俊杰等人發(fā)明了產(chǎn)生多軸向焦點的達曼波帶片先前技術4:發(fā)明專利“達曼波帶片”CN102062887A。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種隨機達曼光柵的制備方法，該光柵可將一束入射光衍射分束為規(guī)則光點陣和隨機光散斑的組合光束。本發(fā)明的技術解決方案如下
一種隨機達曼光柵的制備方法有二種一種隨機達曼光柵的制備方法，包括下列步驟
第一步，在兩面平行的透明介質(zhì)基片的一面涂勻光刻膠，置于隨機光場下曝光顯影并刻蝕，從而在刻蝕面形成具備一定深度的隨機圖案，此時該基片衍射圖樣為保留零級光的均勻分布的隨機散斑，所述隨機光場可通過均勻光照明磨砂玻璃產(chǎn)生；
第二步，在所述的透明介質(zhì)另一面涂勻光刻膠，置于達曼光柵掩模圖案下曝光顯影和刻蝕，并合理控制顯影和刻蝕的時間，從而在介質(zhì)基片的此面形成具備一定深度的傳統(tǒng)達曼光柵結構圖案。第一步和第二步過程先后順序可以互換。當激光入射所述的兩面刻蝕光柵后衍射圖樣同時包含了達曼規(guī)則點陣和隨機散斑，所述的兩面刻蝕光柵為本發(fā)明所述的隨機達曼光柵的第一種技術解決方案。一種隨機達曼光柵的制備方法，先單獨加工一個傳統(tǒng)的達曼光柵和一個隨機相位板緊貼組合構成，所述傳統(tǒng)達曼光柵的衍射圖樣為矩形分布的達曼點陣光，所述隨機相位板的衍射圖樣為保留零級光的均勻分布的隨機散斑。將所述達曼光柵和所述隨機相位板緊貼組合在一起形成光柵組，當激光入射所述緊貼組合光柵組后衍射圖樣同時包含了達曼規(guī)則點陣和隨機散斑，所述緊貼組合的光柵組為本發(fā)明所述的隨機達曼光柵的第二種技術解決方案。本發(fā)明的技術效果一種實現(xiàn)規(guī)則達曼點陣和隨機散斑衍射組合分束的隨機達曼光柵。單束入射激光的衍射圖樣既有規(guī)則的達曼點陣光陣列，又有均勻分布的不規(guī)則隨機散斑，矩形排列的點陣光離散分布在散斑中。規(guī)則達曼點陣光各光點光強近似相等，規(guī)則點陣光單位面積平均光強顯著高于隨機散斑單位面積平均光強，通過灰度濾波隨機達曼光柵衍射圖案的規(guī)則點陣信息和隨機散斑信息方便提取和分離。本發(fā)明隨機達曼光柵具備衍射光信息量大的優(yōu)點，相對于傳統(tǒng)隨機相位板，隨機達曼光柵衍射光具備規(guī)則點陣光信息，信噪比高，信號處理方便等優(yōu)點。隨機達曼光柵有望在精密測量、機器視覺、航空航天等領域得到廣泛的應用。


圖1是保留零級光的隨機散斑圖案。圖2是8X8隨機達曼光柵衍射圖案。圖3是保留零級光的隨機散斑圖案。圖4是保留零級光的2X2傳統(tǒng)達曼光柵點陣圖。圖5是2X2隨機達曼光柵衍射圖案。
具體實施例方式下面通過實施例及其附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應因此限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1
選用1. 5毫米厚石英玻璃基片作為隨機達曼光柵的基底，光源為532nm的半導體激光器，選用磨砂玻璃產(chǎn)生隨機光場，在石英基片一面勻膠后放置于隨機光場下曝光，顯影后刻蝕并去除剩余光刻膠，此時單面刻蝕的石英基片衍射圖樣為保留零級光的隨機散斑分布，如圖1所示。然后對石英基片另一面勻膠，并以8X8達曼光柵圖案曝光顯影刻蝕去膠，從而得到隨機達曼光柵。隨機達曼光柵的衍射圖樣如圖2所示。單束激光入射到上述隨機達曼光柵的衍射圖樣既有規(guī)則的8X8點陣光陣列，又有均勻分布的隨機散斑，且8X8點陣光矩形離散分布在散斑中。8X8達曼點陣光各光點光強不均勻度小于10%，且點陣光單位面積平均光強比隨機散斑單位面積平均光強高約120%，通過灰度濾波，上述隨機達曼光柵衍射圖案的規(guī)則點陣信息和隨機散斑信息可方便分離。實施例2:
選擇532nm的半導體激光器作為相干光源。選用石英玻璃片單獨制作隨機相位板一片，其保留零級光的衍射光圖樣如圖3所示。選用石英玻璃片制作傳統(tǒng)2X2達曼光柵一片，通過刻蝕時間控制使其衍射圖樣保留零級光，其規(guī)則點陣衍射圖樣如圖4所示。將上述兩片石英玻璃片緊貼組合在一起，單束入射激光通過上述緊貼組合構成的隨機達曼光柵的衍射圖樣如圖5所示。上述隨機達曼光柵的衍射圖樣既有規(guī)則的2X2點陣光陣列，又有均勻分布的隨機散斑，且2X2點陣光離散分布在散斑中。2X2達曼點陣光各光點光強不均勻度小于5%，且點陣光單位面積平均光強比隨機散斑單位面積平均光強高約135%，通過灰度濾波，上述隨機達曼光柵衍射圖案的規(guī)則點陣信息和隨機散斑信息可方便分離。
權利要求
1.一種隨機達曼光柵的制備方法，其特征在于該方法包括下列步驟①在兩面平行的透明介質(zhì)基片的一面涂勻光刻膠，置于隨機光場下曝光顯影并刻蝕，從而在刻蝕面形成具備一定深度的隨機圖案，此時該基片衍射圖樣為保留零級光的均勻分布的隨機散斑，所述隨機光場可通過均勻光照明磨砂玻璃產(chǎn)生；②在所述的透明介質(zhì)另一面涂勻光刻膠，置于達曼光柵掩模圖案下曝光顯影和刻蝕，并控制顯影和刻蝕的時間，從而在介質(zhì)基片的此面形成具備一定深度的傳統(tǒng)達曼光柵結構圖案；所述的步驟①和步驟②的先后順序可以互換。
2.一種隨機達曼光柵的制備方法，其特征在于該方法是先單獨加工一個傳統(tǒng)的達曼光柵和一個隨機相位板，將所述的達曼光柵和所述的隨機相位板緊貼組合在一起形成。
全文摘要
一種隨機達曼光柵的制備方法，包括下列步驟①在兩面平行的透明介質(zhì)基片的一面涂勻光刻膠，置于隨機光場下曝光顯影并刻蝕，從而在刻蝕面形成具備一定深度的隨機圖案，②在所述的透明介質(zhì)另一面涂勻光刻膠，置于達曼光柵掩模圖案下曝光顯影和刻蝕，形成具備一定深度的傳統(tǒng)達曼光柵結構圖案。或先單獨加工一個傳統(tǒng)的達曼光柵和一個隨機相位板，將所述的達曼光柵和所述的隨機相位板緊貼組合在一起形成。本發(fā)明隨機達曼光柵具備衍射光信息量大的優(yōu)點，相對于傳統(tǒng)隨機相位板，隨機達曼光柵衍射光具備規(guī)則點陣光信息，信噪比高，信號處理方便等優(yōu)點。隨機達曼光柵有望在精密測量、機器視覺、航空航天等領域得到廣泛的應用。
文檔編號G03F7/00GK102565903SQ20121000710
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2012年1月11日
發(fā)明者周常河, 曹紅超, 王少卿, 賈偉, 韋盛斌, 麻健勇 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所