CN101986173B

CN101986173B - 一种计算全息片

Info

Publication number: CN101986173B
Application number: CN2010105705903A
Authority: CN
Inventors: 任建锋; 郭培基
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: CN101986173A

Abstract

本发明公开了一种计算全息片，由设置在薄平片上的位相型微结构单元重复排列构成，其特征在于：每一所述位相型微结构单元中含有四个由低至高依次排列的平台，每个平台构成一个相位，每个相位平台的宽度即相位宽度为相位微结构单元总宽度的1/4，以最低平台为零相位，其他三个高平台的相位高度分别为d1、d2、d3，满足d3-d2=d1。本发明获得了0级和1级能量相等的计算全息片，可以应用于如检验离轴凸非球面等需要使用不同能级具有等能量的分光器件的场合。

Description

一种计算全息片

技术领域

本发明涉及一种分光器件，尤其涉及一种将一束光分为两束能量相等的光束的分光器件。

背景技术

在许多应用场合需要使用具有两束能量相等的相干光，其中，很多情况下所需的两束光角度上过于接近，并且需要使用相干光，所以只能由一束光通过分光获取，传统的分光器件难以达到该效果。例如，在使用双CGH（计算全息）片检验离轴凸非球面的时候，需要使用一种不同能级具有等能量的分光器件，所需要的0级和1级能量几乎相等（误差在5%内），并且其余能级能量占0级或者1级能量不超过15%，这样最后得到的干涉图的对比度高，信噪比低，使得检验可靠性更高。

计算全息片是一种衍射光学元件，这是一种发展快速的新型光学元件，是现代微光学中的一个研究热点。计算全息片可以看成是一种二元光学元件，是一种位值被量化了的相位全息图，其表面微结构的尺寸在波长级，因此可以用微细工艺方法制造这种衍射元件。计算全息片使用的是光的衍射效应，通过衍射效应可以得到与传统光学系统不一样的光学效果。

本发明试图解决的问题是，如何采用计算全息片微结构来实现上述不同能级具有等能量的分光器件。

发明内容

本发明目的是提供一种不同能级具有等能量的计算全息片微结构，具备该微结构的计算全息片，可以获得0级和1级能量相等的光束。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种计算全息片，由设置在薄平片上的位相型微结构单元重复排列构成，每一所述位相型微结构单元中含有四个由低至高依次排列的平台，以最低一个平台为零相位，其它平台与零相位平台比改变的相位为相位高度，每个相位平台的宽度即相位宽度，该计算全息片相位宽度相等，均为相位微结构单元总宽度的1/4，三个相位凹槽的相位高度分别为d1、d2、d3，满足d3-d2=d1。

优选的技术方案，所述相位高度

，

。。

采用上述技术方案，得到了0级和1级能量相等的计算全息片，并且其他能级能量很弱。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明创新地将相位宽度设置成固定相等，获得了0级和1级能量相等的计算全息片，可以应用于如检验离轴凸非球面等需要使用不同能级具有等能量的分光器件的场合。

2．本发明的相位高度成规律性分布，d3-d2=d1，加工方便。

3．经实验验证，采用本发明的结构，衍射能级0级和1级能量相等，达到37%，误差不超过5%；，剩余其它能级能量与0级能量相比，不超过15%。

附图说明

图1是实施例一中计算全息片的位相型微结构示意图；

图2是实施例一中计算全息片的不同能级占总能量的分布图；

图3是实施例二中双CGH检测离轴凸非球面的结构示意图；

图4是图3的光路示意图；

图5是实施例二中计算全息片的不同能级占总能量的分布图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1和图2所示，一种计算全息片，由设置在薄平片上的位相型微结构单元S重复排列构成，每一所述位相型微结构单元S中含有四个由低至高依次排列的平台，每个平台构成一个相位，每个相位平台的宽度（A1、A2、A3）即相位宽度，为相位微结构单元总宽度的1/4。以最低平台为相对零点，其他三个相位平台的相位高度分别为d1、d2、d3，满足d3-d2=d1。

本实施例中，所述相位高度d1为

，。

本实施例的不同能级能量占总能量的比例分布如附图2所示，从图中可以看出，衍射能级0级和1级能量相等（误差不超过5%），为：37%，剩余其它能级能量与0级能量相比，不超过15%。

实施例二：实施例一的计算全息片应用于双CGH检测离轴凸非球面的实例。本实施例的光路结构如图3所示，具体的光路分析参见附图4，由CGH1产生的+1级（或者-1级）光，经过CGH2进行分光，分成两束光，其中一束为参考光，被参考面反射，一束为检测光，被待检测镜片反射，然后两束光合束，干涉成像在CCD上。通过对干涉条纹的辨别，分析判断镜面误差情况。

从图4中可以知道，要让CCD上的像对比度很好，就要求CGH2出射光0级和1级能量相等。因此，采用实施例一的计算全息片作为本实施例的CGH2。其中：

(1)相位宽度A1=A2=A3=S/4；

(2)相位高度d1=0.26π；d2=0.527π；d3=0.787π；

显然，符合d3-d2=d1的要求。

图5是本实施例中计算全息片的不同能级占总能量的分布的实测图，从图中可以看出，0级和1级能量基本相等，并占总能量的约76%。

Claims

1.一种计算全息片，由设置在薄平片上的位相型微结构单元重复排列构成，其特征在于：每一所述位相型微结构单元中含有四个由低至高依次排列的平台，以最低一个平台为零相位，其它平台与零相位平台相比改变的相位为相位高度，平台的宽度即为该平台相位宽度，该计算全息片各平台的相位宽度均等，均为位相型微结构单元总宽度的1/4，除零相位平台外，相位平台的相位高度分别为d1、d2、d3，满足d3-d2=d1；所述相位高度为

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，。