CN104423031A - 光栅变形驱动机构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种光栅变形驱动机构及其制造方法。该光栅变形驱动机构，包括：光栅（1）和变形致动机构（2），所述光栅（1）位于所述致动机构（2）上。本发明结构简单，位移传递精度高，可拼接大口径光栅，可应用于精密传递微小位移，并能用于改变能动光学的光学元件面形。

Description

光栅变形驱动机构及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种光栅变形驱动机构及其制造方法。

背景技术

变形光栅，主要运用于各种自适应光学系统之中，通过改变光栅相应点的形变量，从而调整光栅的分光光谱的一致性。光栅也称衍射光栅。是利用多缝衍射原理使光发生色散（分解为光谱）的光学元件。它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。光栅的狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通过光栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。

衍射光栅在屏幕上产生的光谱线的位置，可用式（a+b)=kλ表示。式中a代表狭缝宽度，b代表狭缝间距，为衍射角，θ为光的入射方向与光栅平面法线之间的夹角，k为明条纹光谱级数（k=0，±1，±2……），λ为波长，a+b称作光栅常数。用此式可以计算光波波长。光栅产生的条纹的特点是：明条纹很亮很窄，相邻明纹间的暗区很宽，衍射图样十分清晰。因而利用光栅衍射可以精确地测定波长。衍射光栅的分辨本领R=l/Dl=kN。其中N为狭缝数，狭缝数越多明条纹越亮、越细，光栅分辨本领就越高。增大缝数N提高分辨本领是光栅技术中的重要课题。

由光栅方程d（sinα±sinβ）=mλ可知，对于相同的光谱级数m，以同样的入射角α投射到光栅上的不同波长λ1、λ2、λ2.....组成的缓和光，每种波长产生的干涉极大都位于不同的角度位置；即不同波长的衍射光以不同的衍射角β出射。这就说明，对于给定的光栅，不同波长的同一级主级大或次级大（构成同一级光栅光谱中的不同波长谱线）都不重合，而是按波长的次序顺序排列，形成一系列分立的谱线。这样，混合在一起入射的各种不同波长的复合光，经光栅衍射后彼此被分开。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种光栅变形驱动机构制造方法，所述光栅变形驱动机构可以改变能动光学的光学元件面形，实现大口径光栅的拼接和调整，并能够达到较高的调节精度。

（二）技术方案

本发明提供了一种光栅变形驱动机构，包括：光栅和变形致动机构，所述光栅位于所述致动机构上。

优选地，所述光栅安装在所述致动机构的致动端，通过所述致动端的致动点的位移带动所述光栅上相应的点位发生形变。

优选地，所述将光栅的下端面和所述致动机构的致动端胶接在一起。

优选地，多片所述光栅拼接成一组大的光栅，用于对大口径光束进行分光。

优选地，所述致动机构的所述致动端分布有致动腿，通过所述致动腿连接所述光栅并将致动力传递给所述光栅。

优选地，所述致动腿上分布有多个致动点位，通过在各个点位的致动力的改变从而将光栅所在点区域发生形变。

优选地，所述致动机构采用压电陶瓷、步进电机以及音圈电机中的至少一种提供致动力。

本发明还提供了一种光栅变形驱动机构的制造方法，包括：组装致动机构，其中，所述致动机构的致动腿采用均布式或按照预定的点位进行分布安装；使所述致动机构水平放置，在所述致动腿顶端涂抹胶水；将光栅安装在所述致动腿上。

（三）有益效果

本发明结构简单，位移传递精度高，可拼接大口径光栅，可应用于精密传递微小位移，并能用于改变能动光学的光学元件面形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用附图简单地介绍显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的变形光栅机构示意图；

图2为根据本发明实施例的变形光栅机构工作示意图；

图3为根据本发明实施例的多组光栅拼接原理示意图；

图4为根据本发明实施例的变形光栅缺陷修复示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图4所示，本发明提供了一种光栅变形驱动机构，其包括光栅1和变形致动机构2，所述光栅1位于所述致动机构2上

光栅1在该机构中起到衍射分光的作用。光栅1利用多缝衍射原理使光发生色散（分解为光谱）的光学元件。它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝（刻线）的平面玻璃。光栅的狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通过光栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。

光栅1安装在致动机构2的致动端，通过致动机构2的致动点的位移带动光栅1上相应的点位发生形变。

将光栅1的下端面和致动机构2的致动端胶接在一起。

可由多片光栅1拼接成一组大的光栅1，使拼接后的光栅1能够对大口径光束进行分光。

致动机构2的作用是为光栅1的变形提供致动力，致动机构2上分布有多个致动点位，通过在各个点位的致动力的改变从而将光栅1所在点区域发生形变，改善光栅1的分光能力提高光谱的光谱一致性。

在加工光栅1的过程中会出现光栅1的刻蚀线不直等微小缺陷，从而导致分光后的光谱分布不一致；有时在实际使用中也需要将经光栅1分光的各波长光束按照所需位置进行分布。这就需要进行光栅1刻蚀线的形状修复或按照所需要的分光分布需要将光栅1的某些区域进行改变。这种有目的的形状改变就需要致动力的推拉，所以光栅1后部的致动机构2上的致动点就能提供致动力，同时按照所要改善区域的位置进行制动力的供给。变形量的大小也可通过致动机构2的控制机构进行调整。

当需要将大口径光束进行分光时就需要大口径光栅，但由于对光栅的加工能力有限，只能采用拼接多块光栅为一体的办法。由于拼接中无法避免的外界干扰等不可控因素，在光栅拼接处可能会出现光栅错位而达不到通过拼接制成一整块光栅的目的。通过致动机构的制动调节可以将拼接处的错位进行调整从而使多块光栅平整的组成一块光栅。

致动机构2的致动端分布有致动腿，通过致动腿将光栅1连接并将致动力传递给光栅1所在处。

致动机构2的动力来源可以是其内部采用的压电陶瓷，步进电机，音圈电机等动力设备提供致动力，也可以是多种动力设备的组合体。

在组装变形光栅机构时，先将致动机构2组装起来。致动机构2的致动腿可采用均布式或按照预先所要调整的点位进行分布安装。致动机构2安装完毕后就可以安装光栅1。将光栅1安装在致动机构2上，安装时要保证致动机构2水平放置，并在致动腿顶端涂抹胶水待安装光栅1。当致动机构2和一切准备工作完毕后，将光栅1安放在致动腿上。待胶水彻底固化，整个变形光栅机构组装完毕。

大口径光栅变形机构的组装和上述方法基本一致，首先将致动机构2组装完毕，再将多块光栅1按照预定位置胶接在致动机构2致动腿上，在安放多块光栅1的过程中要注意调整光栅1的位置，使光栅1的刻蚀线保持平行且端部要拼接整齐。待胶水固化后大口径拼接型光栅变型机构安装完毕。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不时相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种光栅变形驱动机构，其特征在于，包括：光栅（1）和变形致动机构（2），所述光栅（1）位于所述致动机构（2）上。

2.根据权利要求1所述的光栅变形驱动机构，其特征在于，所述光栅（1）安装在所述致动机构（2）的致动端，通过所述致动端的致动点的位移带动所述光栅（1）上相应的点位发生形变。

3.根据权利要求2所述的光栅变形驱动机构，其特征在于，所述将光栅（1）的下端面和所述致动机构（2）的致动端胶接在一起。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光栅变形驱动机构，其特征在于，多片所述光栅（1）拼接成一组大的光栅，用于对大口径光束进行分光。

5.根据权利要求1所述的光栅变形驱动机构，其特征在于，所述致动机构（2）的所述致动端分布有致动腿，通过所述致动腿连接所述光栅（1）并将致动力传递给所述光栅（1）。

6.根据权利要求5所述的光栅变形驱动机构，其特征在于，所述致动腿上分布有多个致动点位，通过在各个点位的致动力的改变从而将光栅（1）所在点区域发生形变。

7.根据权利要求1、2、3和6任一项所述的光栅变形驱动机构，其特征在于，所述致动机构（2）采用压电陶瓷、步进电机以及音圈电机中的至少一种提供致动力。

8.一种光栅变形驱动机构的制造方法，其特征在于，包括：

组装致动机构（2），其中，所述致动机构（2）的致动腿采用均布式或按照预定的点位进行分布安装；

使所述致动机构（2）水平放置，在所述致动腿顶端涂抹胶水；

将光栅（1）安装在所述致动腿上。