[发明专利]一种低噪声小像差全息光栅的记录方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过对单球面全息记录光路的调节，实现低噪声小像差全息光栅的记录的方法。

背景技术

平面平行等间距全息光栅是一种重要的衍射光学元件，可以广泛应用于光谱仪器、激光脉冲展宽和压缩等方面。利用两束相干涉的单色平面光波可以记录全息光栅。产生平面波一般需要非球面系统或者多个球面镜组合系统，前者制造成本较高，后者结构复杂，且都容易产生大量的杂散光和鬼像，对全息光栅的记录十分不利。为了减少杂散光的影响，通常全息记录光路的结构越简单，记录光栅的噪声越小。

为了实现低噪声小像差全息光栅的记录，需要寻求一种新的全息记录光路，既能减少记录系统产生的杂散光，又能满足光栅的小像差要求。

发明内容

本发明目的是提供一种低噪声小像差全息光栅的记录方法，可以利用单透镜产生的光波记录全息光栅，既保证记录光栅像差小，又减少了记录系统中杂散光和鬼像的影响，降低了记录光栅的噪声。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低噪声小像差全息光栅的记录方法，包括下列步骤：

(1)制作参考光栅：采用全息记录的方法，利用两个小像差的平行光管记录参考光栅，并将参考光栅复位，每个所述平行光管由校正镜和单透镜组成；

(2)将校正镜移去，并将记录光的星点放置在单透镜的焦点附近，使得两单透镜组成的记录光波组成互校像差的光场；

(3)在参考光栅的再现光场中，观察由其中一个单透镜出射的光通过参考光栅的零级透射光与另一个单透镜出射的光通过参考光栅的衍射光形成的干涉条纹；

(4)如干涉条纹发生弯曲或不等距，调节其中一个单透镜的转动方位和/或星点位置，使干涉条纹等距、平直；

(5)取下参考光栅，放置待记录的光栅基片，并保持与原参考光栅基片的空间方位一致；

(6)利用两个单透镜产生的两路光束形成的像差互校光场进行曝光，显影，完成低噪声小像差全息光栅的记录过程。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明利用参考光栅调节调节全息光栅像差，可以实现利用单透镜产生的光波记录小像差全息光栅，仅需两束记录光波理论上可以组成互校像差的光场即可，对单束光的像差无特殊要求。

2.利用本发明的方法记录全息光栅，对参考光栅的基片面型无特殊要求，可以简化光学记录系统，有效地减少杂散光和鬼像，获得低噪声全息光栅。

附图说明

图1是本发明实施例一中参考光栅记录光路示意图；

图2是实施例一中利用参考光栅进行像差调节的示意图；

图3是实施例一中全息光栅记录光路的示意图；

图4是透射衍射光波与基片面形之间关系的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1至3所示，一种利用参考光栅调节有像差全息记录光路的方法，包括下列步骤：

(1)制作参考光栅：如附图1所示，采用全息记录的方法，利用两个小像差的平行光管记录参考光栅，并将参考光栅复位，每个所述平行光管由校正镜和单透镜组成；

(2)如附图2所示，将校正镜移去，并将记录光的星点放置在单透镜的焦点附近，使得两单透镜组成的记录光波组成互校像差的光场；

(3)在参考光栅的再现光场中，观察由其中一个单透镜1出射的光束1通过参考光栅的零级透射光束4与另一个单透镜2出射的光束2通过参考光栅的衍射后的衍射光束3形成的干涉条纹；

参见附图2，此干涉条纹代表了两透镜之间的像差校正信息；

(4)如干涉条纹发生弯曲或不等距，表明两透镜之间的像差未完全得到相互校正，此时调节其中一个单透镜的转动方位和/或星点位置，使干涉条纹等距、平直，从而实现光束1与光束2之间像差相互校正，完成像差的调节过程；

(5)取下参考光栅，如图3所示，放置待记录的光栅基片，并保持与原参考光栅基片的空间方位一致；

(6)利用两个单透镜产生的两支光束形成的互校像差的光场进行曝光，完成全息光栅的记录过程。

本实施例的参考光栅光路调整原理论述如下：

按照全息记录再现原理，物光和参考光在记录面上的复振幅分布可表示为：

参考光和物光相叠加以后的强度为：

所记录得到的参考光栅的位相分布可表示为：

再现光路物光的零级透射光位相分布：

再现光路参考光的负一级衍射光位相分布：