[发明专利]一种用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件

权利要求书

1.一种用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：该元件包含了一个或多个功能区域，不同功能区域为不同的光栅结构，它们分别是透射主全息（301）、反射对准全息（302）、基准全息（303）和投射全息（304）；所述透射主全息（301）是位相型光栅，而反射对准全息（302）、基准全息（303）、投射全息（304）选取位相型光栅或振幅型光栅，所谓位相型光栅是指通过直接改变光波面的位相来实现衍射和干涉的光栅，所谓振幅型光栅是指通过改变不同区域处光波面振幅来实现衍射和干涉的光栅。

2.根据权利要求1所述的用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：所述计算机生成全息元件各区域均由结构呈周期性变化的一个或多个光栅组成；所述计算机生成全息元件（3）的各区域根据实际情况可选取不同的光栅周期、占空比和刻槽位相深度，所谓占空比是指刻槽宽度和条纹周期的比值，所谓刻槽位相深度是由刻槽引起的光线光程改变量，它与基片的折射率和刻槽几何深度相关；所述基准全息（303）一般由相互对称的两部分或多部分组成；所述透射主全息（301）、基准全息（303）和投射全息（304）三个区域的表面覆盖增透射膜，而反射对准全息（302）区域的表面覆盖增反射膜。

3.根据权利要求1所述的用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：所述计算机生成全息元件（3）四个区域处的光栅被使用激光直写等手段刻蚀在基片的同一个表面上，该基片为融石英等具有合适折射率的透明材料；所述计算机生成全息元件（3）四个区域处的光栅之间预留有便于分次曝光的间隙区域；所述计算机生成全息元件（3）四个区域处的光栅面积大小和分布位置受各自使用的衍射级次和现阶段加工、检测水平的影响，四个区域处的光栅在保证检测干涉图观测对比度和小孔中心定位精度的基础上，根据实际情况可以选取不同的衍射级次，选取的光栅面积大小和分布位置需要保证光栅最小周期结构的尺寸能实现加工和检测，现阶段这个尺寸为微米量级。

4.根据权利要求1所述的用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：所述透射主全息（301）将来自于点光源的光线进行衍射，衍射光会聚于小孔中心处，该衍射光是为了实现小孔衍射而输入的工作光束，该会聚点近似为理想艾里斑，艾里斑是指点状物体经过理想成像系统所成的像。

5.根据权利要求1所述的用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：所述反射对准全息（302）将来自于点光源的光线进行反射和衍射，其中一个衍射级次的衍射光线按照原路返回，会聚于点光源处，返回的该衍射光和参考光进行干涉，用于实现CGH（3）元件本身的精确装调。

6.根据权利要求1所述的用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：所述基准全息（303）将来自于点光源的光线进行衍射，其中一个级次的衍射光会聚于点衍射板的前薄膜平面上，依次被薄膜平面反射和被基准全息再次衍射后返回，会聚于点光源处，返回的该衍射光和参考光进行干涉，用于实现点衍射板（4）上小孔的精确装调。

7.根据权利要求1所述的用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：所述投射全息（304）将来自于点光源的光进行衍射，使得光线在CCD（5）上产生光斑标记，该标记根据投射全息的结构形式不同可以是点标记、十字线标记或其它形状的光斑标记。

8.根据权利要求1所述的用于装调或检测光学元件的计算机生成全息元件，其特征在于：所述投射全息（304）产生的标记的对称中心、小孔中心以及点光源位于同一直线上。