[发明专利]一种测试透射光栅绝对衍射效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及衍射光学元件测试技术领域，具体涉及一种测试透射光栅绝对衍射效率的方法。

背景技术

光栅也称衍射光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。广义地说，具有周期性的空间结构或光学性能(如透射率、折射率)的衍射屏，统称为光栅。根据不同的情况光栅可以分为：透射光栅、反射光栅；平面光栅、凹面光栅、黑白光栅或正弦光栅，或者一维光栅、二维光栅或三维光栅等。

透射光栅是光栅的一种，光线可以透过并在透射后衍射形成图样，是较为常见的光栅类型。透射光栅通常是在透明基体(如玻璃、聚酯片基等)上刻镀阻光细线形成的，也可用光波干涉图对卤化银感光片曝光制成。利用透射光栅可进行衍射光谱分析，多数全息照片属透射光栅图。

透射光栅在软X光能谱测试中作为一种重要的色散元件得到了广泛应用，但要用透射光栅进行软X光能谱的定量测试，必须研究其对X光的各级绝对衍射效率，为此国外已有多家实验室对透射光栅进行过一系列的实验标定，并发展了计算透射光栅衍射效率的矩形栅线模型和梯形栅线模型。

透射光栅在某一级次上的绝对衍射效率，是指衍射到该级次衍射峰的光强度与入射光强度之比。为了测试光栅的绝对衍射效率，需要精确测试入射到光栅上的单色光强度和各个衍射峰的强度。在极紫外光或者软X射线光波段，光学实验需要在真空的条件下进行，无法方便的进行各种实验操作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种测试透射光栅绝对衍射效率的方法，以精确地测试透射光栅的绝对衍射效率。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种测试透射光栅绝对衍射效率的方法，该方法通过切换透射光栅和镂空窗口测试衍射光强和入射光强，并计算衍射光强与入射光强度之比得透射光栅的绝对衍射效率，该方法具体包括以下步骤：

步骤1：在于支撑结构上制作透射光栅的同时，在该支撑结构上制作用于测试入射光强的镂空窗口；该镂空窗口与透射光栅的形状和面积相同，并平行安装在支撑结构上；

步骤2：在测试透射光栅的衍射光强时，将光源入射到透射光栅上，用探测器在衍射光场中扫描即可得到衍射光强；

步骤3：在测试透射光栅的入射光强时，将镂空窗口平移到刚才透射光栅的位置，用探测器扫描即可得到透射光栅的入射光强；

步骤4：计算衍射光强与入射光强度之比，得透射光栅的绝对衍射效率。

上述方案中，步骤1中所述镂空窗口与所述透射光栅沿着平行于z轴的方向平行安装在支撑结构上，当入射光斑位置和强度不变，将支撑结构沿着z轴方向平移相同的距离，以使镂空窗口和透射光栅之间的切换，使得二者所接受的入射光强度相同。透射光栅和镂空窗口的形状和面积相同，当入射光斑位置和强度不变时，将透射光栅和镂空窗口切换到同一位置时，入射光的面积和强度相同。

上述方案中，步骤1中所述透射光栅和所述镂空窗口制作在同一个支撑结构上，是通过相同的集成电路工艺流程和方法制作的，具有相同的精度和误差。该集成电路工艺流程和方法制作是通过电子束光刻、光学光刻以及电镀技术进行的。

上述方案中，所述透射光栅和所述镂空窗口的大小为500um×500um到1.5mm×1.5mm之间。所述透射光栅和所述镂空窗口之间的距离为5mm到15mm之间。

上述方案中，由于镂空窗口和透射光栅的形状和面积相同，在光源未发生变化的情况下，透过镂空窗口的光与先前透射光栅的入射光相同。

(三)有益效果

与现有测试方法相比，本发明产生的有益效果有：

1、本发明提供的测试透射光栅绝对衍射效率的方法，在测试入射光强时，只需控制样品支架移动一小段距离即可，无需手动更换或移动装置，操作和控制简单、方便，特别是在真空环境下进行的极紫外或者X射线衍射实验中。

2、由于光源强度会随时间发生变化，需在短时间内完成入射光强的测试。本发明提供的测试透射光栅绝对衍射效率的方法，只需切换窗口即可测试入射光强，镂空窗口与透射光栅距离较近，切换方便、时间短，测试得到的光强同时性比较好。

3、本发明提供的测试透射光栅绝对衍射效率的方法，由于窗口和光栅在同一支撑结构上，制造过程和方法相同，可以保证窗口和光栅的形状面积相同，准确保证测试得到入射光强。

附图说明

图1为本发明提供的测试透射光栅绝对衍射效率的方法流程图