[发明专利]平面光栅标定系统

说明书

本发明属于光学计量技术领域，公开了一种平面光栅标定系统，该系统包括光学子系统、机架、第一隔振器、真空吸盘、工件台、第二隔振器和基底；所述光学子系统安装在机架上，机架采用第一隔振器隔振；真空吸盘可转动地安装在工件台上，工件台位于基底上，基底采用第二隔振器隔振。本发明采用光学子系统与工件台独立隔振方式，避免工件台移动时产生的振动传递到光学子系统，消除了因光学子系统振动所产生的误差，提高了平面光栅标定的精度。

技术领域

本发明属于光学计量技术领域，特别涉及一种平面光栅标定系统。

背景技术

随着光学技术的不断发展与创新，平面光栅作为很多高精密光学仪器的重要部件，应用场景越来越广泛，如光栅尺测量仪、平面光栅摄谱仪、光栅单色仪，大型光刻设备等科学仪器都要使用。除以上应用外，高精度平面光栅在“大型光学系统”、“惯性约束核聚变激光驱动装置”等都具有重要的应用。平面光栅的制造误差会影响这些精密设备的测量精度，因此平面光栅的标定对提高以平面光栅为核心的光学仪器的测量精度具有重要意义。

在麻省理工学院的美国专利US6,882,477B1中，公开了一种平面光栅读模式系统，该系统中的光学子系统和工件台一起采用隔振措施，在平面光栅的标定使用过程中，由于放置平面光栅的工件台是运动的，采用这样一体式的隔振方法，使得作为运动部分的工件台所产生的振动，不可避免地会传递并作用于光学子系统，从而引起误差，影响平面光栅标定的精度。

发明内容

为了提高平面光栅标定的精度，本发明提供了一种平面光栅标定系统，该系统包括光学子系统、机架、第一隔振器、真空吸盘、工件台、第二隔振器和基底；所述光学子系统安装在机架上，机架采用第一隔振器隔振；真空吸盘可转动地安装在工件台上，工件台位于基底上，基底采用第二隔振器隔振；即光学子系统与工件台相对分离独立隔振。

优选地，平面光栅标定系统还包括控制器，所述控制器内含相位卡；所述光学子系统包括双频激光器、第一分光镜、第一反射镜、第一直角反射镜、第二直角反射镜、第一偏振分光镜、相位调制器、第一相位计、第二偏振分光镜、第二反射镜、第三反射镜、第一准直透镜、第二准直透镜、第一光束采样器、第二光束采样器、第二相位计和位移干涉仪组件；控制器分别与相位调制器、第一相位计、第二相位计和位移干涉仪组件连接；

将待标定的平面光栅安装在真空吸盘上，所述双频激光器发射出的双频正交偏振激光经第一分光镜后，分为透射的和反射的两束双频正交偏振激光，透射的双频正交偏振激光经第一反射镜反射后，通过第一偏振分光镜分解为透射的p光和反射的s光，透射的p光顺序经第二反射镜、第一准直透镜和第一光束采样器，第一光束采样器反射的p光后经第二偏振分光镜透射，第一光束采样器透射的p光经平面光栅后产生0级衍射光，0级衍射光经第二光束采样器反射；第一偏振分光镜反射的s光顺序经相位调制器、第三反射镜、第二准直透镜和第二光束采样器，第二光束采样器反射的s光经第二偏振分光镜反射后与经第二偏振分光镜透射的p光合光成第一测量光，第一测量光输入第一相位计；经第二光束采样器透射的s光经过平面光栅衍射后产生-1级衍射光，-1级衍射光经第二光束采样器反射与0级衍射光经第二光束采样器反射的p光合光成第二测量光，第二测量光输入第二相位计；经第一分光镜反射的正交偏振激光依次经第一直角反射镜、第二直角反射镜反射后，输入位移干涉仪组件对工件台进行位移扫描；

第一相位计的第一测量光、第二相位计的第二测量光和位移干涉仪组件的工件台移动信息反馈至控制器，双频激光器发出参考光给控制器的相位卡，经控制器运算处理生成控制指令传递给相位调制器，相位调制器根据控制指令对激光光束进行调制，以校正平面光栅标定发生的误差。

进一步地，所述相位调制器采用电光调制器。

进一步地，所述相位调制器包括第一声光调制器和第二声光调制器；第一声光调制器设置在第一偏振分光镜透射的p光上，第一偏振分光镜分解出的透射的p光经第一声光调制器调制后再到第二反射镜；第二声光调制器设置在第一偏振分光镜反射的s光上，第一偏振分光镜反射的s光经第二声光调制器调制后到第三反射镜。