[发明专利]一种高精度的光栅拼接误差校正装置和方法

说明书

本发明涉及一种高精度的光栅拼接误差校正装置和方法，所述高精度的光栅拼接误差校正装置的二维校正单元结合采用线性促动器和柔性铰接的结构对第一光栅进行位置姿态调整，实现了高精度和高稳定性的二维拼接误差的校正；所述高精度的光栅拼接误差校正装置的的三维校正单元结合采用线性促动器和弹性柱的结构对第二光栅进行位置姿态调整，实现了高精度和高稳定性的三维拼接误差的校正，如此经由所述二维校正单元和所述三维校正单元的误差校正效果的耦合，综合实现了对所述拼接光栅的五维光栅拼接误差的高精度校正，使得所述高精度的光栅拼接误差校正装置具有拼接误差校正精度高，工作稳定性高的优点。

技术领域

本发明涉及光栅拼接技术领域，特别是涉及一种高精度的光栅拼接误差校正装置和方法。

背景技术

在天文领域和激光核聚变领域，大尺寸衍射光栅是影响光谱仪分辨率和激光器拍瓦级能量输出的主要因素。随着30米望远镜以及12米望远镜等项目的启动，大尺寸衍射光栅的需求越来越迫切。而由于衍射光栅刻划存在诸多难题，光栅拼接技术是目前制作大尺寸衍射光栅的主要技术。

光栅拼接是指利用机械装置将两块或多块参数相同的小尺寸光栅拼接在一起，调整光栅的相对位置姿态，校正光栅间的拼接误差，使各光栅引入的入射光束的相位变化相接近，在一定精度要求下可当作一整块光栅使用。因此，光栅拼接误差校正装置又是光栅拼接的关键。

现有的光栅拼接误差校正装置存在结构复杂、误差调节结构精度低、稳定性低的缺陷，而且由于在光栅复制过程为：首先将母版光栅放置在水平台面上，然后在母版光栅上倒复制用胶，最后在母版光栅和胶上面放置复制光栅毛坯，待胶固化后分离母版光栅和复制光栅。因此利用立式结构无法实现光栅的复制过程。现有光栅拼接误差校正装置大都为立式结构，不能用于光栅的拼接复制。因此，开发高精度、高稳定性和卧式结构的光栅拼接误差校正装置是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的一目的是，提供一种高精度的光栅拼接误差校正装置和方法，所述高精度的光栅拼接误差校正装置的误差校正精度高，工作稳定性高，且为一种卧式结构，能够用于光栅的拼接复制。

本发明在一方面提供了一种高精度的光栅拼接误差校正装置，包括底座，设置在所述底座上并用于装配第一光栅的二维校正单元，以及设置在所述底座上并用于装配第二光栅的三维校正单元，其中所述第一光栅和所述第二光栅拼接形成拼接光栅，其中所述二维校正单元用于调整所述第一光栅的位置姿态，以校正所述拼接光栅绕光栅法线方向的旋转误差Δθ_z和沿光栅矢量方向的平移误差Δx，其中所述三维校正单元用于调整所述第二光栅的位置姿态，以校正所述拼接光栅绕光栅矢量方向的旋转误差Δθ_x，绕光栅栅线方向的旋转误差Δθ_y，以及沿光栅法线方向的平移误差Δz，其中光栅法线方向为z轴方向，光栅矢量方向为x轴方向，光栅栅线方向为y轴方向，通过所述二维校正单元和所述三维校正单元分别对所述第一光栅和所述第二光栅的位置姿态的调整，实现所述拼接光栅的五维拼接误差校正。

在本发明的一实施例中，所述底座包括底板和设置在所述底板之上的支撑座，所述二维校正单元支撑于所述支撑座之上，所述三维校正单元支撑于所述底板之上。

在本发明的一实施例中，所述支撑座为工形支撑座。