[发明专利]一种CO2

权利要求书

1.一种CO₂激光在熔石英表面直接制备正弦相位光栅的方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

S1、根据需要成型的正弦相位光栅的参数，设定CO₂激光器的参数；

当CO₂激光器发射一个单脉冲CO₂激光束聚焦辐照熔石英表面时，烧蚀形成的高斯型烧蚀凹坑为点状结构，各点状结构的高斯型烧蚀凹坑共同构成二维正弦相位光栅；各所述高斯型烧蚀凹坑或呈矩阵分布，且各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有四个呈正方形排布的高斯型烧蚀凹坑；各所述高斯型烧蚀凹坑或呈二维阵列分布，且各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有六个呈正六边形排布的高斯型烧蚀凹坑；其中，CO₂激光器的参数为：激光的功率为200W、脉宽为20μs、频率为200Hz、聚焦光斑尺寸直径为 220μm、扫描速度24mm/s；

S2、CO₂激光器发射CO₂激光束聚焦辐照熔石英表面一次，在熔石英表面烧蚀形成一个表面光滑的高斯型烧蚀凹坑；

S3、利用显微镜和台阶仪检测步骤S2形成的高斯型烧蚀凹坑的表面形貌和轮廓是否无烧蚀沉积：否，调整CO₂激光器的参数，重新发射CO₂激光束烧蚀熔石英表面形成新的高斯型烧蚀凹坑，并重复检测新形成的高斯型烧蚀凹坑，直到该高斯型烧蚀凹坑的表面形貌和轮廓无烧蚀沉积；是，进入下一步骤；

S4、在上一步骤烧蚀形成的高斯型烧蚀凹坑旁，依次按步骤S2和步骤S3在熔石英表面烧蚀形成一个相邻的高斯型烧蚀凹坑；

S5、重复步骤S4，直到各高斯型烧蚀凹坑构成预设的正弦相位光栅；当各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有四个呈正方形排布的高斯型烧蚀凹坑时，熔石英的表面规格为10mm×10mm，制得的间距为120μm的呈矩阵分布的高斯型烧蚀凹坑构成的二维正弦相位光栅；当各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有六个呈正六边形排布的高斯型烧蚀凹坑时，熔石英的表面规格为10mm×10mm，制得的间距为103.9μm的呈矩阵分布的高斯型烧蚀凹坑构成的二维正弦相位光栅；

S6、当各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有四个呈正方形排布的高斯型烧蚀凹坑时，采用光斑品质分析仪测试制作的呈矩阵分布的二维正弦相位光栅的分束效果，衰减的He-Ne激光束照射制作的二维正弦相位光栅，再利用焦距为100mm凸透镜把分开的光束聚焦在光斑品质分析仪的感光面上，各高斯型烧蚀凹坑呈矩阵分布的二维正弦相位光栅把入射光束分成矩阵排列的光束；当各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有六个呈正六边形排布的高斯型烧蚀凹坑时，采用光斑品质分析仪测试制作的正六边形排布的二维正弦相位光栅的分束效果，衰减的He-Ne激光束照射制作的二维正弦相位光栅，再利用焦距为100mm凸透镜把分开的光束聚焦在光斑品质分析仪的感光面上，各高斯型烧蚀凹坑正六边形排布的二维正弦相位光栅把入射光束分成正六边形排布的光束；

S7、当各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有四个呈正方形排布的高斯型烧蚀凹坑时，衰减的He-Ne激光束照射二维正弦相位光栅，二维正弦位光栅置于焦距分别为500mm和1500mm两个凸透镜组成的4F光学系统的物平面处，在4F光学系统的频谱面上取绕着0级光束的等强的4束呈矩阵分布的光束，光斑品质分析仪在4F光学系统的相平面处探测的光强分布为典型的呈矩阵分布的干涉点阵；当各高斯型烧蚀凹坑周围均匀分布有六个呈正六边形排布的高斯型烧蚀凹坑时，衰减的He-Ne激光束照射二维正弦相位光栅，二维正弦位光栅置于焦距分别为500mm和1500mm两个凸透镜组成的4F光学系统的物平面处，在4F光学系统的频谱面上取绕着0级光束的等强的4束呈正六边形排布的光束，光斑品质分析仪在4F光学系统的相平面处探测的光强分布为典型的正六边形排布的干涉点阵。