AFM制作纳米光栅技术研究

在扫描探针纳米加工技术的基础上,提出了利用原子力显微镜(AFM)来制作高频光栅的新工艺。利用AFM硅制探针,在接触模式下对光盘(聚碳酸酯材料)进行刻划试验。对刻划光栅的工艺参数进行优化,得到了纳米量级光栅。并将刻划所得光栅应用于数字云纹法,与数字参考栅干涉形成微/纳米数字云纹。实验结果表明,该法所制得的光栅可以应用于实际变形的测量。     

数字显示投影仪的光栅制造

本文着重介绍计量光栅使用原理、计量光栅的机械刻划工艺、照相复制技术和光栅精度测量等。     

全息凹面光栅

一、机械刻划光栅与全息记录光栅 机械刻划光栅已有150年以上的历史,它是用金刚刀在镀金属膜的玻璃基片上刻划出一系列平行而等间距的槽线,由于机械的周期性误差和不规则震动带来了罗兰鬼线和赖曼鬼线,虽经激光干涉控制槽距,鬼线可压缩至豆10-4-10-6数量级,但杂散光仍相当可观,加以工艺条件十分苛刻,生产效率低,以致光栅生产数量和质量不能满足需要,自激光出现后,法国首先用激光干涉条纹记录在感光材料上来获得全息光栅,70年代已在国际市场上与刻划光栅竞争,其优点是 1.没有鬼线,因为决定光栅槽距的激光波长在一定条件下是严格相等的; 2.杂…     

全息光栅与制作工艺的探索

本文对全息光栅与刻划光栅的各种特性进行了对比，并介绍了Ⅲ型和Ⅳ型全息凹面光栅的特点及制作工艺。     

基于槽形函数拟合的刻划光栅衍射特性分析方法

作为对光栅刻划工艺的理论指导，提出了一种基于槽形函数拟合的机械刻划光栅衍射特性分析方法，解决了高刻线密度光栅衍射效率测量值与理论值偏差较大的问题.以刻线密度为1200l/mm的紫外光栅为例，对光栅主截面上的实际槽形纵横坐标扫描取值，进而拟合出槽形函数，经理论计算找到了导致衍射效率偏低的原因，并通过改进工艺，使光栅衍射效率提高了约20%. 关键词： 刻划光栅 槽形函数拟合 衍射特性 分析方法     

一种简易的光纤光栅涂覆装置

阐述了对裸光纤光栅进行涂覆的原理和必要性。设计了一种简易可行的光纤光栅涂覆装置。该装置简单灵活,成本较低,尤其适合于长度较长的光纤光栅的一次性涂覆,涂层厚度灵活可调。以啁啾光纤光栅为例进行了涂覆实验,涂层光滑均匀,涂覆后的光栅强度得到了增强,抵抗机械应力的能力得到了提高,使用起来更方便。对光栅在涂覆前后分别作了特性参数测试。结果表明,光栅特性基本上不发生变化,性能未劣化,光纤光栅的涂覆简单易行。     

制作高密度衍射光栅的光电式刻划控制的研究

高精度的光电式刻划控制系统是制作高密度母光栅的关键技术,以光栅干涉仪为控制核心,设计了光电式的光栅刻划控制系统,并对可能产生的加工误差进行了初步的分析;采用该控制系统的光栅刻划实践表明,所设计的光电式刻划控制系统已完全达到了高密度衍射光栅的亚微米栅距分度要求。     

物理光学 光的干涉与衍射

O436.12006053871机械刻划长焦距凹面金属光栅的研制=Manufacturing forruling concave metal grating with a long focal length[刊,中]/巴音贺希格(中科院长春光机所.吉林,长春(130033)),高键翔…//光学精密工程.—2006,14(3).—391-395对大曲率半径(即长焦距)金属基底凹面光栅的机械刻划技术做了研究。为了刻制长焦距凹面光栅,设计和研制了弹性顶针式光栅刻划刀刀架,它具有适用于刻划平面光栅和长焦距凹面光栅的双重功能。给出了描述光栅刻划刀圆弧形刀刃曲率半径与凹面光栅曲率半径、光栅口径、金刚石刀头横向尺寸之间关系的数学表达式…     

基底温度对中阶梯光栅厚铝膜质量的影响

大尺寸中阶梯光栅具有大孔径和极高的衍射级次,可以实现普通光栅难以达到的极高光谱分辨率。中阶梯光栅通常是利用刻划机在厚铝膜上刻划而成,所以制备大面积均匀性的高质量铝膜刻划基底是实现高性能大尺寸中阶梯光栅的关键因素。在较厚铝膜的制备工艺中,基底温度是至关重要的工艺参数。本文通过电子束热蒸发镀铝工艺在不同基底温度下制备了厚铝膜样品,并利用原子力显微镜、扫描电镜等手段从宏观和微观尺度详细分析了基底温度对铝膜质量的影响。铝膜平均晶粒尺寸从100℃时的264.34 nm增大到200℃时的384.97 nm和300℃时的596.35 nm,表面粗糙度Rq从100℃时的34.7 nm增长到200℃时的58.9 nm和300℃时的95.1 nm。结果表明,随着基底温度的升高表面粗糙度迅速增大,铝膜的表面质量严重退化。     

角分辨光电子能谱光束线1200line/mm光栅研制

国家同步辐射实验室新建了覆盖5～40 eV的低能区高分辨率角分辨光电子能谱光束线.其球面光栅单色仪包含了三块光栅,即300,600和1200 line/mm球面层式(Laminar)光栅.采用全息离子束刻蚀工艺,在硅光栅基片上成功地刻蚀出1200 line/mm、占空比0.35、槽深35 nm、有效刻划面积大于120 ...     

刻划光栅刻线弯曲误差在线修正技术研究

刻划光栅存在刻线弯曲误差，将直接影响光栅的衍射波前质量。通过构建光栅刻线弯曲误差与衍射波前的映射关系，搭建了光栅刻线弯曲误差的实时测量光路，论述了光栅刻划机主动控制技术原理，将光栅刻划机主动控制技术用于光栅刻线弯曲误差的在线补偿。通过对比光栅刻划实验验证该方法的可行性。上述方法能够准确提取并有效补偿光栅刻线弯曲误差，将光栅衍射波前由0.074 λ提高到0.038 λ，提高了48.6%，同时有效地解决了光栅表面弯曲问题。其研究结果可用于提高机械刻划光栅质量，具有重要的理论及应用价值。     

中阶梯光栅刻划刀具抗磨损设计

采用DEFORM有限元分析软件模拟中阶梯光栅刻划刀具在光栅刻划过程中的应力分布,并结合金刚石晶体解理特征设计了抗磨损刀具刃口取向。当光栅刻划刀具刃尖点受最大摩擦力方向平行于金刚石晶体周期键连（PBC）方向,且刀具Z向载荷垂直于（111）晶面时,定向面与（111）晶面夹角为27°,非定向面与（111）晶面夹角为63°;光栅刻划刀具在72 g负载条件下,刻程超过17 km时,刀具刃口无崩口等缺陷。采用该方法设计的光栅刻划刀具使用寿命大大超出了传统刀具的使用寿命（刻程约0.8 km）,证明了中阶梯光栅刻划刀具抗磨损设计方法的合理性和有效性。     

衍射光栅自刻法

本文介绍以被刻光栅本身作为分度基准刻划长衍射光栅的新方法;以原基准信号控制机器,在一个长毛坯的前端刻出一段光栅,借此构成新的干涉仪以产生“自刻信号”,然后再以此信号控制机器,接着刻划光棚后面的部分.分析了转接误差对自刻光栅的影响,得出刻划长度和误差累积的关系.介绍了实验方案、装置、实验结果等.所刻样品光栅的衍射波阵面干涉条纹在转接处看不出错开和弯曲,实测分辨本领达到理论值的90%(半宽法).     

衍射光栅刻划机

本文介绍了长春光学精密机械研究所研制成功的四台衍射光栅刻划机。该机自1958年开始设计。1号、2号光栅刻划机为机械型,分别于1959年、1965年安装调试完毕。3号、4号光栅刻划机为光电干涉控制型,分别于1970年、1975年制成,每台光栅刻划机都有自己的特点。4号机连续运动时的锁相误差平均为1/100条纹,个别的最大不超过1/36条纹。利用这些类型的光栅刻划机已刻划出许多平面光栅,最大的刻划宽度达185毫米,刻线密度从每毫米60条到1200条。实测分辨本领最高达20万,相对效率最高达90％,一级罗兰鬼线最低为4×10~(-5),赖曼鬼线观察不到。     

机械刻划光栅的光线追迹方法

为了评价光栅的光谱质量,完成所设计光栅的光线追迹,针对机械刻划光栅的光线追迹提出了一种改进方法.在费马原理的基础上利用光程函数法得到入射光通过光栅后的光谱分布情况,再使用传输矩阵的计算方法构造出光谱的点列图.该方法适用于刻划在平面、球面和非球面基坯上的等间距和变间距光栅,光栅的光谱面可以为平面或者二次曲面. 通过刻划在非球面基坯上的凹面光栅验证了光线追迹方法的可靠性.     

全息离子束刻蚀衍射光栅

全息离子束刻蚀衍射光栅集中了机械刻划光栅的高效率和全息光栅的无鬼线、低杂散光、高信噪比的优点．全息离子束刻蚀已作为常规工艺手段应用于真空紫外及软x射线衍射光栅的制作．文章对全息离子束刻蚀衍射光栅的制作方法、主要类型、研究现状和应用进行了综述．     

紫外刻划光栅母版及二代版衍射特性的模拟与分析

运用微分理论对刻线密度为1200 lp/mm的紫外刻划光栅母版及其二代复制版的衍射特性做了模拟,指出了二者之间存在的差异,并与测试结果做了对照。数值模拟表明,紫外刻划光栅二代复制版的衍射特性与其母版略有不同,原因是光栅槽形发生了改变,分别给出了采用多项式拟合槽形函数和傅里叶级数拟合槽形函数的方法。此理论分析方法为澄清光栅复制工艺中的争议完善翻版技术以及寻找提高紫外光栅衍射效率的途径提供了很好的理论参考依据。     

一种亚纳米级变栅距衍射光栅制作方法的研究

变栅距(VLS)衍射光栅具有自聚焦、像差校正等独特优点。VLS光栅要求的最小栅距变化量为亚纳米数量级,仅靠提高光栅刻划机的分度精度已很难实现,针对这一问题,提出了一种相位扫描方法用于光栅刻划机的变栅距分度控制,即通过对刻划机分度系统的干涉条纹进行微位移扫描来进行相位控制。实验结果表明,相位扫描方法达到了变栅距光栅所要求的亚纳米级的栅距变化精度。     

微型圆光栅刻划偏心量的控制

对微型圆光栅刻划偏心误差问题进行了讨论。提出了微型圆光栅刻划时偏心调试误差的公差范围。     

光栅鉴定会简讯

上海光学仪器工业公司于1980年12月召开了由上海光学仪器研究所研制成功的光栅成果鉴定会。出席会议的有国家仪器仪表总局、上海市科学技术委员会、上海市仪表局及来自全国各地的科研单位、高等院校和工厂等共30个单位,59名代表。 提供鉴定的项目有:每毫米2400槽的全息凹面光栅(Ⅰ型);近红外光栅;金属基底刻划红外光栅;每毫米125条、500毫米长的刻划计量光栅;每毫米100条和125条、300毫米长的复制计量光栅等科研成果。这次鉴定会主要特点是:鉴定的项目多,而且大部分是国内科研生产急需而又空白的品种。