為提高衍射效率,設(shè)計(jì)并制作了口徑為300mm的衍射成像系統(tǒng).該系統(tǒng)的物鏡是由一塊四臺(tái)階位相型菲涅爾波帶片通過激光直寫套刻和Ar離子束物理刻蝕技術(shù)在石英玻璃基板上加工而成.測試了衍射物鏡的衍射效率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:衍射物鏡在波長632.8nm處的衍射效率為66.4%,達(dá)到理論值的82%.搭建了衍射成像系統(tǒng)光路,分別采用10μm星點(diǎn)孔與分辨率板,測試了系統(tǒng)的成像性能.實(shí)驗(yàn)測得星點(diǎn)像直徑為44μm,分辨率板的極限分辨率達(dá)到84lp/mm,接近該系統(tǒng)的理論計(jì)算值,表明該衍射成像系統(tǒng)具有較好的成像性能. 

【文章來源】：光子學(xué)報(bào). 2017,46(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１衍射望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)原理圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓｙｓｔｅｍ

光子學(xué)報(bào)圖２衍射望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)仿真結(jié)果Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓｙｓｔｅｍ相位隨徑向坐標(biāo)ｒ的變化，以周期數(shù)表示．可計(jì)算出在兩片衍射元件邊緣處，線頻率的最大值分別為７．８６ｐｅｒｉｏｄ／ｍｍ和４５．５５ｐｅｒｉｏｄ／ｍｍ，對(duì)應(yīng)最小周期線寬分別為０．１２７ｍｍ和０．０２２ｍｍ．每周期刻蝕四級(jí)臺(tái)階，則最小線寬加工尺寸分別為３１．７５μｍ和５．５μｍ．衍射物鏡二元面參量Ａ１＝－０．１６５４８６，Ａ２＝０．該衍射物鏡為刻蝕在平板玻璃上的四臺(tái)階位相型菲涅爾波帶片．菲涅爾波帶片環(huán)帶總數(shù)為２３７２個(gè)，其中最外環(huán)帶寬３１．７５μｍ．表１為衍射物鏡的設(shè)計(jì)參量．石英玻璃基板厚度均勻性優(yōu)于λ／２０ＲＭＳ（λ＝６３２．８ｎｍ）．表１衍射物鏡的設(shè)計(jì)參量Ｔａｂｌｅ１ＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｌｅｎｓＩｔｅｍｓＭａｉｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍＥｆｆｅｃｔｉｖｅａｐｅｒｔｕｒｅ／ｍｍＦｏｃａｌｌｅｎｇｔｈ／ｍＢａｎｄｎｕｍｂｅｒＳｔｅｐｎｕｍｂｅｒＬａｒｇｅｓｔｒｉｎｇｗｉｄｔｈ／μｍＳｍａｌｌｅｓｔｒｉｎｇｗｉｄｔｈ／μｍＶａｌｕｅ６３２．８３００３０２３７２４１２７６．１５３１．７５菲涅爾波帶片相鄰周期的位相差為２π，多臺(tái)階菲涅爾波帶片的臺(tái)階刻蝕深度ｄ可以表示為ｄ＝λ０ｎ（λ０）－１（４）式中，ｎ（λ０）為基底材料在設(shè)計(jì)波長處的折射率．對(duì)于Ｎ階菲涅爾波帶片，每級(jí)臺(tái)

１μｍ的光刻膠，得到待加工元件；（ｂ）經(jīng)激光直寫曝光后，顯影、烘焙，將圖案加工在光刻膠上；（ｃ）保留基板上的光刻膠作為抗蝕劑，對(duì)石英基板進(jìn)行離子束刻蝕，將圖案轉(zhuǎn)移到基板上，刻蝕至設(shè)計(jì)深度后，清洗殘余光刻膠；（ｄ）清洗基板、烘干，準(zhǔn)備進(jìn)行二次加工；（ｅ）對(duì)基板進(jìn)行第二次涂膠，厚度為１μｍ；（ｆ）對(duì)基板進(jìn)行激光直寫套刻曝光、顯影、烘焙；（ｇ）對(duì)套刻曝光后的基板進(jìn)行離子束刻蝕，刻蝕深度為上次刻蝕深度的兩倍；（ｈ）清洗基板，得到四臺(tái)階位相型衍射物鏡．圖３衍射物鏡加工工藝流程Ｆｉｇ．３Ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｏｆｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｌｅｎｓ０３２２００１－４

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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