長春光機所:通過校正阿貝誤差,把光柵衍射波前質量提高70%

2021-02-20 中國雷射

        光柵是光譜儀中最常用的核心色散元件，其製作方法包括機械刻劃、全息離子束刻蝕等。光柵的衍射波前質量會直接影響光柵的分辨本領和光譜成像質量，光柵刻劃機若存在阿貝誤差，將直接影響刻線位置精度，以及光柵的波前質量，進而影響光譜儀的性能。

        因此，研究阿貝誤差對光柵衍射波前質量的影響顯得尤為重要。

        中國科學院長春光機所萬秋華研究員課題組根據大面積高精度衍射光柵刻劃機CIOMP-6的機械結構和測量光路的特點，分析了測量阿貝誤差產生的原因，提出了一種測量阿貝誤差的控制校正方法，設計了阿貝誤差的測量光路，有效地解決了阿貝誤差對光柵衍射波前質量的影響。具體研究成果發表在中國雷射第九期。

        該課題組首次運用控制校正的方法解決光柵刻劃機測量阿貝誤差的問題，測量阿貝誤差的解決大大提高了光柵刻劃機的精度，進而改善了光柵的性能指標，尤其是大面積光柵的波前指標。阿貝誤差是一種常見的測量誤差，阿貝誤差測量和校正方法的提出，為其它領域阿貝誤差的解決提出一種新的思路。

        實驗中分別刻劃了阿貝誤差校正前後尺寸為80 mm×100 mm，刻線密度為79 line/mm中階梯光柵。由圖(a)和圖(b)對比可知，阿貝誤差校正前，光柵衍射級次-36級的波前差為0.529λ，校正後波前降為0.159λ，波前質量提高了70%，由此表明，研究中提出的波前誤差測量和校正方法有效地提高了光柵的波前質量。

(a)        阿貝誤差校正前

(b)       阿貝誤差校正後

Zygo幹涉儀測量的光柵波前質量

        研究人員表示，阿貝誤差校正後刻劃機CIOMP-6分度系統實現了全閉環控制，但是刻劃系統處於開環狀態，其對光柵指標的影響沒有進行測量和校正，下一步將重點分析刻劃系統對刻線誤差的影響，進一步提高光柵的質量。

糜小濤,於海利,於宏柱,齊向東,李曉天,萬秋. 光柵刻劃機阿貝誤差對光柵衍射波前質量的影響及其校正方法[J].中國雷射,2017,44(9):0904001.

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