CN102706285B - 一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：它包括一光胶盘，所述光胶盘上光胶有一个以上待加工的波片，所述波片上设置有一平板玻璃，每一所述波片与所述平板玻璃接触处设置有一采用折射率匹配液制作的匹配层，所述平板玻璃上表面和光胶盘下表面分别设置有一层增透膜。本发明可以广泛应用于波片的加工检测过程中。

Description

一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置
技术领域
本发明涉及一种用于保证光学元件加工精度的辅助装置，特别是关于一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置。
背景技术
波片是基本的光学元件，广泛应用在与偏振相关的光学系统中，波片加工精度的高低直接影响这些光学系统的性能。为了保证波片的加工精度，通常将波片光胶于光胶盘上进行研磨抛光，在波片研磨抛光过程中，首先采用测量光束垂直照射在波片上，光经波片传播到光胶盘，检测装置接收从光胶盘透射的光经检测得到波片的位相延迟，确定波片的研磨厚度。但是测量光在波片和光胶盘中传播时，在波片的上表面和光胶盘下表面发生透射的同时也发生反射，由于反射光和经波片透射的光会发生光的干涉，此干涉效应的存在直接影响波片位相延迟的测量结果，导致波片的研磨厚度不精确。
按照实际生产经验，同一个光胶盘同时研磨的几个波片之间的位相延迟偏差应该在1°左右，但是从表1可以看出，表1中的四个光胶盘，每一个光胶盘同时研磨的几个波片之间的位相延迟偏差均大于1°。经过理论和实验分析得出，此实验结果是由于光的干涉效应引起的，如果能消除波片和光胶盘表面光的反射，就能够避免产生光的干涉影响波片制造精度。
表1不同光胶盘加工的波片的位相延迟
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够降低了空气与波片之间折射率梯度，消除波片加工过程中光的干涉效应，提高波片加工精度的波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：它包括一光胶盘，所述光胶盘上光胶有一个以上待加工的波片，所述波片上设置有一平板玻璃，每一所述波片与所述平板玻璃接触处设置有一采用折射率匹配液制作的匹配层，所述平板玻璃上表面和光胶盘下表面分别设置有一层增透膜。
所述光胶盘的折射率为1.5～1.53，制作所述光胶盘的材料内部残余应力小，对光吸收少，且所述光胶盘的上、下表面高抛光，平行度高。
所述平板玻璃折射率为1.51～1.53，制作所述平板玻璃的材料内部残余应力小，所述平板玻璃上、下表面高抛光。
所述折射率匹配液的折射率为1.53～1.55，且制作所述折射率匹配液的材料为各向同性，对光吸收少。
所述增透膜由单层膜系或多层膜系构成，透过率大于99.99%。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明包括光胶盘，光胶盘上光胶有待研磨的波片，由于波片上设置有一平板玻璃，且波片与平板玻璃接触处设置有采用折射率匹配液制作的匹配层，因此通过降低空气与波片之间的折射率梯度，有效减少了波片上表面光的反射。2、本发明由于在平板玻璃上表面和光胶盘下表面分别设置有增透膜，使得测量光照射波片时经光胶盘尽可能全部透射，不会发生反射，消除了光的干涉效应，因此在波片加工中能够有效消除光的干涉对波片位相延迟测量的影响，使得波片加工精度和成品率得到很大提高。3、本发明在不改变目前的波片加工工艺的前提下，仅仅改变波片加工中的检测工序，检测工序完成后撤走平板玻璃，擦拭掉折射率匹配液则可以继续对波片进行研磨，因此操作简单，可行性强，成本低、无污染。本发明可以广泛应用于波片的加工检测中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明波片加工检测过程中测量光的传播路径示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明的用于消除光学干涉效应的装置包括一光胶盘1、一个以上待研磨的波片2和一平板玻璃3；每一波片2分别光胶在光胶盘1上表面，平板玻璃3设置在波片2上表面，每一波片2上表面和平板玻璃3下表面相接触处设置有采用折射率匹配液制作的匹配层4，匹配层4的作用是使每一波片2与平板玻璃3紧密接触无空气存在，平板玻璃3上表面和光胶盘1下表面分别设置有一增透膜5。
上述实施例中，光胶盘1的折射率通常为1.5～1.53，可以采用BK7玻璃材料制作，制作光胶盘1的玻璃材料要求内部残余应力小，对光吸收小，且制作完成的光胶盘1上、下表面高抛光(表面起伏在0.1nm量级)、平行度高（两表面平行度偏差在1s量级）。
上述各实施例中，平板玻璃3的作用是减小空气与匹配层4之间的折射率梯度，平板玻璃3的折射率为1.51～1.53，可以采用BK7玻璃材料制作，制作平板玻璃3的材料要求内部残余应力小，且平板玻璃3上、下表面高抛光（表面起伏在0.1nm量级），BK7玻璃的参数如表2所示：
表2BK7玻璃参数(波长：nm)
  波长   852.1   706.5   656.3   643.8   632.8   589.3   587.6   546.1   486.1   480.0
  折射   1.50936   1.51248   1.51392   1.51431   1.51469   1.51633   1.5164   1.51832   1.52198   1.52243
上述各实施例中，折射率匹配液的目的是减少波片2与平板玻璃3之间的折射率梯度，折射率匹配液的折射率为1.53～1.55，折射率匹配液材料为各向同性，对光吸收少，其参数如表3所示：
表3折射率匹配液参数(25℃)
  nD   nC   nF   nF-nC   Abbe vD   nD Temp.Coef.
  1.5300±0.0002   1.5259±0.0010   1.5407±0.0010   0.0148   35.8   -0.000409/+℃
上述各实施例中，增透膜5的透射率大于99.99%，可以采用单层膜系，或者多层膜系构成，增透膜5的作用是使得测量光从平板玻璃3上表面和光胶盘1下表面尽可能全部透射，减少平板玻璃3上表面和光胶盘1下表面光的反射。
上述各实施例中，在实际使用中，可以根据实际研磨的波片2折射率对平板玻璃3、折射率匹配液和光胶盘1的折射率进行选择，尽可能使得平板玻璃3、折射率匹配液、光胶盘1和波片2的折射率相接近，减小相互之间的折射率梯度。
如图2所示，采用本发明的用于消除光学干涉效应的装置对波片进行加工检测时，将待研磨的波片2光胶于光胶盘1上，在每一波片2的上表面涂设折射率匹配液作为匹配层4，将平板玻璃3盖设在波片2上，在光胶盘1的下表面和平板玻璃3的上表面分别镀设增透膜5。首先对波片的位相延迟进行检测，检测时测量光束垂直照射在波片2上方，测量光束经增透膜5后99.99%光全部透射，依次经平板玻璃3、匹配层4、波片2和光胶盘1传播，由于平板玻璃1、匹配层4、波片2和光胶盘1的折射率相近，则光在平板玻璃3、匹配层4、波片2和光胶盘1中近似直线传播并经增透膜5几乎全部透射到检测装置中，检测装置检测得到波片2的位相延迟，进而确定波片2需要研磨的厚度。对波片2进行研磨时，将平板玻璃3拿掉并用酒精擦拭擦匹配层4，根据确定的波片研磨厚度控制波片研磨加工得到高精度的波片。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，它包括一光胶盘，所述光胶盘上光胶有一个以上待加工的波片，其特征在于：所述波片上设置有一平板玻璃，每一所述波片与所述平板玻璃接触处设置有一采用折射率匹配液制作的匹配层，所述平板玻璃上表面和光胶盘下表面分别设置有一层增透膜；且所述光胶盘、波片、平板玻璃和匹配层的折射率相近。
2.如权利要求1所述的一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：所述光胶盘的折射率为1.5～1.53，制作所述光胶盘的材料内部残余应力小，对光吸收少，且所述光胶盘的上、下表面高抛光，平行度高。
3.如权利要求1所述的一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：所述平板玻璃折射率为1.51～1.53，制作所述平板玻璃的材料内部残余应力小，所述平板玻璃上、下表面高抛光。
4.如权利要求2所述的一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：所述平板玻璃折射率为1.51～1.53，制作所述平板玻璃的材料内部残余应力小，所述平板玻璃上、下表面高抛光。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：所述折射率匹配液的折射率为1.53～1.55，且制作所述折射率匹配液的材料为各向同性，对光吸收少。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：所述增透膜由单层膜系或多层膜系构成，透过率大于99.99％。
7.如权利要求5所述的一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置，其特征在于：所述增透膜由单层膜系或多层膜系构成，透过率大于99.99％。
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