CN110174244B - 一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统及测试方法，该线密度测试系统与传统自准直衍射法相比不存在偏心问题，与双波长消偏心衍射法相比只需单波长，不存在双波长对准问题，与单波长多级次衍射法相比可以测试高线密度光栅，与LTP法相比可以一次性测试线密度变化率大的光栅。并且，以上传统的测试手段均会受变间距光栅发散的衍射斑尺寸影响，而本申请采用直边刀口定位，不存在衍射斑尺寸限制，更适合用于大线密度变化率的变间距光栅线密度测试。

Description

一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及光栅测试技术领域，更具体地说，涉及一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统及测试方法。

背景技术

衍射光栅作为一种重要的人工微纳结构，已广泛地应用于强激光、同步辐射和空间光学等诸多领域。其中，变间距光栅由于其自聚焦特性成为光栅光谱仪系统中的核心光学元件。

变间距光栅的线密度分布的精确测定对于光栅光谱仪的整体分辨率预测具有重要作用，进而能进行有指导性的光谱仪机构参数调整。

为了精确测定变间距光栅的线密度分布，有以下技术手段：

其一，采用LTP对变间距光栅线密度逐段测试，然后再将测试的各段线密度数据拼接而成全部的光栅线密度分布，此方法可以对线密度变化率较大的变间距光栅进行线密度测试，相对误差为3×10^-6。[文章：Y.Senba,H.Kishimoto,T.Miura,H.Ohashi,S.Goto,andT.Ishikawa,Measurement of groove density variation of varied-line-spacegrating for high-resolution soft X-ray monochromator,Proceedings of SPIE8501,850104-1,2017]。

其二，采用一种双波长衍射法来消除自准直衍射过程中的偏心误差，从而减小测试误差，相对误差为2.72×10^-4。[文章:Qingbo Wang,Zhengkun Liu,Huoyao Chen,YuWang,Xiaolong Jiang,and Shaojun Fu,The method fo rmeasuring the groovedensity of variable-line-space gratings with elimination of the eccentricityeffect,Review of Scientific Instruments 86,023109,2015]。

其三，采用多衍射级次方法测试线密度，其可以消除偏心问题，其只需一个波长，因此减少了双波长中的对准步骤，系统也比较简单，相对误差为3.8×10^-5。[文章：BinSheng,Guohua Chen,Yuanshen Huang,and Luwen Luo,Measurement of grating groovedensity using multiple diffraction orders and one standard wavelength,AppliedOptics 57(10),2018]。

但是，多衍射级次的产生条件限制其只能用于较低线密度测试，并且，以上测试手段在对变间距光栅线密度测试时，均会受发散的衍射光栅尺寸所影响。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统及测试方法，技术方案如下：

一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统，所述线密度测试系统包括：激光器、滤波器、准直透镜、熔石英光栅、第一导轨、第二导轨、刀口和CCD探测器；

其中，所述激光器用于发射出激光光束；

所述滤波器用于对所述激光光束进行滤波处理；

所述准直透镜用于将滤波处理后的激光光束形成平行光；

所述熔石英光栅分为参考光栅和目标光栅，所述参考光栅位于所述目标光栅的上面；所述参考光栅面与目标光栅面在同一个面内；所述目标光栅用于将部分平行光形成第一零级衍射光和第一负一级衍射光；所述参考光栅用于将其余平行光形成第二零级衍射光和第二负一级衍射光；所述第一零级衍射光、所述第一负一级衍射光、所述第二零级衍射光和所述第二负一级衍射光形成衍射光场；

所述第一导轨和所述第二导轨的运动平面与所述熔石英光栅的表面平行，且所述第一导轨相邻所述熔石英光栅，所述第二导轨远离所述熔石英光栅；

所述刀口位于所述第一导轨上，且刀口方向垂直于所述熔石英光栅的衍射方向；

所述CCD探测器位于所述第二导轨上，所述CCD探测器用于在所述第二导轨上沿所述熔石英光栅的衍射方向进行移动并探测到所述衍射光场的不同位置。

优选的，所述激光器的波长为270nm-360nm，包括端点值。

优选的，所述滤波器为针孔滤波器。

一种平面基底变间距光栅的线密度测试方法，应用于上述任一项所述的线密度测试系统，所述线密度测试方法包括：

建立坐标系；所述熔石英光栅的法线方向为Z轴、Z轴与所述熔石英光栅的右边界交点为原点O_G、所述熔石英光栅的表面为X_GO_GY_G面，刀口的移动轴为X_K，CCD探测器的移动轴为X_C，其中，X_G轴、X_K轴和X_C轴相互平行且均在ZO_GX_G面内；

调整所述线密度测试系统，以使平行光以入射角α入射至所述熔石英光栅上；

控制所述CCD探测器移动至第二负一级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RC-1，控制所述刀口移动到所述第二负一级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RK-1；

控制所述CCD探测器移动至第二零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RC0，控制所述刀口移动到所述第二零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RK0；

依据第一预设算法分别计算所述刀口与所述熔石英光栅的Z方向距离h_K，和所述CCD探测器与所述熔石英光栅的Z方向距离h_C；

控制所述CCD探测器移动至第一零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_C0，控制所述刀口移动到所述第一零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_K0；

依据第二预设算法分别计算所述X_K轴的原点位置O_K，和所述X_C轴的原点位置O_C；

控制所述刀口移动至第一负一级衍射光的右侧的任一位置，并记录该点位置X_K1，然后控制所述CCD探测器移动至所述刀口在所述X_C轴上的投影边界位置，并记录该点位置X_C1；

依据第三预设算法计算出该点衍射角β₁；

依据第四预设算法计算出该点线密度N₁；

依据第五预设算法计算出该点对应目标光栅上的位置X_G1；

再控制所述刀口移动至所述第一负一级衍射光的右侧的X_K2位置，且随之移动所述CCD探测器至X_C1位置，并计算相对应的线密度N₂及相对应光栅上的位置X_G2；

持续移动所述刀口和所述CCD探测器直至所述第一负一级衍射光的左侧边界位置；

依据获得的多个光栅位置数据X_G1、X_G2、……X_Gn和多个线密度N₁、N₂、……N_n，采用第六预设算法获得线密度测试结果N(x)。

优选的，所述依据第一预设算法分别计算所述刀口与所述熔石英光栅的Z方向距离h_K，和所述CCD探测器与所述熔石英光栅的Z方向距离h_C，包括：

其中，N_R为已知的参考光栅线密度；λ为入射激光波长。

优选的，所述依据第二预设算法分别计算所述X_K轴的原点位置O_K，和所述X_C轴的原点位置O_C，包括：

采用公式O_K＝h_K tanα+x_K0计算所述X_K轴的原点位置O_K；

采用公式O_C＝h_C tanα+x_C0计算所述X_C轴的原点位置O_C。

优选的，所述依据第三预设算法计算出该点衍射角β₁，包括：

采用公式

计算该点衍射角β₁。

优选的，所述依据第四预设算法计算出该点线密度N₁，包括：

采用公式

计算出该点线密度N₁。

优选的，所述依据第五预设算法计算出该点对应光栅上的位置X_G1，包括：

采用公式X_G1＝X_C1+h_c tanβ₁计算出该点对应光栅上的位置X_G1。

优选的，所述依据获得的多个光栅位置数据X_G1、X_G2、……X_Gn和多个线密度N₁、N₂、……N_n，采用第六预设算法获得线密度测试结果N(x)，包括：

N(x)＝3600*[1+a*(x-d)+b*(x-d)²+c*(x-d)³]

其中，x为光栅位置；N(x)为相对应光栅位置处的线密度；a、b、c、d为线密度分布式待确定的拟合参数，由光栅位置数据组与线密度数据组拟合到上述线密度分布式公式得出。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

该线密度测试系统与传统自准直衍射法相比不存在偏心问题，与双波长消偏心衍射法相比只需单波长，不存在双波长对准问题，与单波长多级次衍射法相比可以测试高线密度光栅，与LTP法相比可以无需拼接的一次性测试线密度变化率大的光栅。

并且，以上传统的测试手段均会受变间距光栅发散的衍射斑尺寸影响，而本申请采用直边刀口定位，不存在衍射斑尺寸限制，更适合用于大线密度变化率的变间距光栅线密度测试。

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的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种平面基底变间距光栅的线密度测试方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的线密度测试结果示意图；

图4为本发明实施例提供的变间距光栅线密度分布测试结果示意图；

图5为本发明实施例提供的变间距光栅的一种测试结果分析示意图；

图6为本发明实施例提供的变间距光栅的另一种测试结果分析示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统的结构示意图，所述线密度测试系统包括：激光器laser、滤波器SF、准直透镜L、熔石英光栅、第一导轨LTS₁、第二导轨LTS₂、刀口KE和CCD探测器；

其中，所述激光器laser用于发射出激光光束；

所述滤波器SF用于对所述激光光束进行滤波处理；

所述准直透镜L用于将滤波处理后的激光光束形成平行光；

所述熔石英光栅划分为参考光栅RG和目标光栅VG，所述参考光栅RG位于所述目标光栅VG的上面；所述目标光栅VG用于将部分平行光形成第一零级衍射光VB₀和第一负一级衍射光VB_-1；所述参考光栅RG用于将其余平行光形成第二零级衍射光RB₀和第二负一级衍射光RB_-1；所述第一零级衍射光VB₀、所述第一负一级衍射光VB_-1、所述第二零级衍射光RB₀和所述第二负一级衍射光RB_-1形成衍射光场；

所述第一导轨LTS₁和所述第二导轨LTS₂的运动平面与所述熔石英光栅的表面平行，且所述第一导轨LTS₁相邻所述熔石英光栅，所述第二导轨LTS₂远离所述熔石英光栅；

所述刀口KE位于所述第一导轨LTS₁上，且刀口方向垂直于所述熔石英光栅的衍射方向；

所述CCD探测器位于所述第二导轨LTS₂上，所述CCD探测器用于在所述第二导轨LTS₂上沿所述熔石英光栅的衍射方向进行移动并探测到所述衍射光场的不同位置。

在该实施例中，该线密度测试系统与传统自准直衍射法相比不存在偏心问题，与双波长消偏心衍射法相比只需单波长，不存在双波长对准问题，与单波长多级次衍射法相比可以测试高线密度光栅，与LTP法相比可以一次性测试线密度变化率大的光栅。

并且，以上传统的测试手段均会受变间距光栅发散的衍射斑尺寸影响，而本申请采用直边刀口定位，不存在衍射斑尺寸限制，更适合用于大线密度变化率的变间距光栅线密度测试。

再者，该线密度测试系统对于非平面基底的光栅线密度测试还存在局限，若应用于凹面面型的线密度测试则需要结合其他的测试手段，例如用长程面形仪(LTP)先将基底表面面型测出，再采用此技术手段测试光栅负一级衍射级次角度，在之后的线密度计算时再将预先测试的面型参数扣除即可。

需要说明的是，所述测试系统还包括多个反射镜，例如图1中所示的M1和M2，其数量在本发明实施例中并不作限定，其用于改变光路，以使测试系统的结构更加紧凑。

进一步的，所述激光器laser的波长为270nm-360nm，包括端点值。

例如，所述激光器laser的波长为300nm或325nm或350nm。

可选的，所述激光器laser是波长为325nm的He-Cd紫外激光器。

进一步的，所述滤波器SF为针孔滤波器。

进一步的，所述的CCD探测器为DUMA OPTRONICS LTD.BeamOn VIS-NIR，(像元尺寸：8.6μm(H)*8.3μm(V).有效区域6.47(w)*4.83(h)mm)。

进一步的，所述第一导轨是由THORLABS公司生产的型号为LTS150(/M)(双向重复精度2μm)的产品。

进一步的，所述第二导轨是由THORLABS公司生产的型号为DDS600-E(双向重复精度0.2μm)的产品。

进一步的，所述的参考光栅RG线密度为3575.61lines/mm.

基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种平面基底变间距光栅的线密度测试方法，参考图2，图2为本发明实施例提供的一种平面基底变间距光栅的线密度测试方法的流程示意图，并结合附图1进行说明，所述线密度测试方法包括：

S101：建立坐标系；所述熔石英光栅的法线方向为Z轴、Z轴与所述熔石英光栅的右边界交点为原点O_G、所述熔石英光栅的表面为X_GO_GY_G面，刀口的移动轴为X_K，CCD探测器的移动轴为X_C，其中，X_G轴、X_K轴和X_C轴相互平行且均在ZO_GX_G面内。

S102：调整所述线密度测试系统，以使平行光以入射角α入射至所述熔石英光栅上。

在该步骤中，通过将平行光与熔石英光栅表面呈一定的夹角α，其具体实现方式可以为将熔石英光栅固定在三轴旋转调整架上，通过调整架调整熔石英光栅的角度姿态，进而控制熔石英光栅和平行光之间的夹角。

其中，该入射角α为熔石英变间距光栅中心线密度的自准直角，例如为36度。

需要说明的是，沿着熔石英光栅的栅线方向，即X_G轴方向划分为上下两部分，偏上部分至少五分之一部分作为参考光栅，其余部分作为目标光栅。

其中，参考光栅RG产生的第二零级衍射光和第二负一级衍射光依次照射到刀口KE与CCD探测器的移动路径上；移动刀口KE可以插入到衍射光场在X_K轴上的任意位置，移动CCD探测器可以探测到衍射光场中的刀口KE边界在X_C轴上的投影位置。

S103：控制所述CCD探测器移动至第二负一级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RC-1，控制所述刀口移动到所述第二负一级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RK-1。

在该步骤中，启动CCD探测器，启动第二导轨，将CCD探测器移动至第二负一级衍射光的右侧(或左侧)边界位置，并记录该点位置X_RC-1；启动第一导轨移动刀口KED到第二负一级衍射光的右侧(或左侧)边界位置，并记录该点位置X_RK-1。

S104：控制所述CCD探测器移动至第二零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RC0，控制所述刀口移动到所述第二零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RK0。

在该步骤中，在步骤S103之后，接着移动CCD探测器到第二零级衍射光的右侧(或左侧)边界位置，并记录该点位置X_RC0；移动刀口KE到所述第二零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RK0。

S105：依据第一预设算法分别计算所述刀口与所述熔石英光栅的Z方向距离h_K，和所述CCD探测器与所述熔石英光栅的Z方向距离h_C。

S106：控制所述CCD探测器移动至第一零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_C0，控制所述刀口移动到所述第一零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_K0。

S107：依据第二预设算法分别计算所述X_K轴的原点位置O_K，和所述X_C轴的原点位置O_C。

S108：控制所述刀口移动至第一负一级衍射光的右侧的任一位置，并记录该点位置X_K1，然后控制所述CCD探测器移动至所述刀口在所述X_C轴上的投影边界位置，并记录该点位置X_C1。

S109：依据第三预设算法计算出该点衍射角β₁。

在该步骤中，该点为刀口移动至第一负一级衍射光的右侧的任一位置，该衍射角β₁表示这一任一位置所对应的目标光栅衍射角度。

S110：依据第四预设算法计算出该点线密度N₁。

在该步骤中，该点为刀口移动至第一负一级衍射光的右侧的任一位置，该线密度N₁表示这一任一位置所对应的目标光栅的线密度。

S111：依据第五预设算法计算出该点对应目标光栅上的位置X_G1。

在该步骤中，该点为刀口移动至第一负一级衍射光的右侧的任一位置。

S112：再控制所述刀口移动至所述第一负一级衍射光的右侧的X_K2位置，且随之移动所述CCD探测器至X_C1位置，并计算相对应的线密度N₂及相对应光栅上的位置X_G2。

在该步骤中，其做法与步骤S108相同，改变了刀口和CCD探测器的位置。

S113：持续移动所述刀口和所述CCD探测器直至所述第一负一级衍射光的左侧边界位置。

在该步骤中，重复步骤S108和步骤S112，持续移动所述刀口和所述CCD探测器直至所述第一负一级衍射光的左侧边界位置。

S114：依据获得的多个光栅位置数据X_G1、X_G2、……X_Gn和多个线密度N₁、N₂、……N_n，采用第六预设算法获得线密度测试结果N(x)。

在该步骤中，通过步骤S108、步骤S112和步骤S113可获得多个光栅位置数据X_G1、X_G2、……X_Gn和多个线密度N₁、N₂、……N_n，采用第六预设算法获得线密度测试结果N(x)。

进一步的，所述依据第一预设算法分别计算所述刀口与所述熔石英光栅的Z方向距离h_K，和所述CCD探测器与所述熔石英光栅的Z方向距离h_C，包括：

其中，N_R为已知的参考光栅线密度；λ为入射激光波长。

进一步的，所述依据第二预设算法分别计算所述X_K轴的原点位置O_K，和所述X_C轴的原点位置O_C，包括：

采用公式O_K＝h_K tanα+x_K0计算所述X_K轴的原点位置O_K。

采用公式O_C＝h_C tanα+x_C0计算所述X_C轴的原点位置O_C。

进一步的，所述依据第三预设算法计算出该点衍射角β₁，包括：

采用公式

计算该点衍射角β₁。

进一步的，所述依据第四预设算法计算出该点线密度N₁，包括：

采用公式

计算出该点线密度N₁。

进一步的，所述依据第五预设算法计算出该点对应光栅上的位置X_G1，包括：

采用公式X_G1＝X_C1+h_c tanβ₁计算出该点对应光栅上的位置X_G1。

进一步的，所述依据获得的多个光栅位置数据X_G1、X_G2、……X_Gn和多个线密度N₁、N₂、……N_n，采用第六预设算法获得线密度测试结果N(x)，包括：

N(x)＝3600*[1+a*(x-d)+b*(x-d)²+c*(x-d)³]

其中，x为光栅位置；N(x)为相对应光栅位置处的线密度；a、b、c、d为线密度分布式待确定的拟合参数，由光栅位置数据组与线密度数据组拟合到上述线密度分布式公式得出。

进一步的，参考图3，其对变间距光栅中心附近同一位置重复测试9次的线密度结果N±△N＝3595.46±0.08lines/mm。即相对误差△N/N＝2.25×10^-5。

并且，参考图4，其为变间距光栅线密度分布测试五次的结果，其中可以看出五次测试的线密度值及测试位置重复性都很高。

需要说明的是，附图4中本应该有五条曲线，但是由于测试结果极为精确，仅仅只能显示出一条曲线。

基于附图4所示的对每个测试点五次测试结果进行分析，参考图5，在整个测试过程测试位置的重复性五次测试结果求标准差(SD)在8μm以内，而整块光栅上线密度测试重复性在0.18lines/mm。参考图6，其整体相对误差在5×10^-5以内，小于理论相对误差。

以上对本发明所提供的一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统及测试方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种平面基底变间距光栅的线密度测试系统，其特征在于，所述线密度测试系统包括：激光器、滤波器、准直透镜、熔石英光栅、第一导轨、第二导轨、刀口和CCD探测器；

其中，所述激光器用于发射出激光光束；

所述滤波器用于对所述激光光束进行滤波处理；

所述准直透镜用于将滤波处理后的激光光束形成平行光；

所述熔石英光栅分为参考光栅和目标光栅，所述参考光栅位于所述目标光栅的上面；所述参考光栅面与目标光栅面在同一个面内；所述目标光栅用于将部分平行光形成第一零级衍射光和第一负一级衍射光；所述参考光栅用于将其余平行光形成第二零级衍射光和第二负一级衍射光；所述第一零级衍射光、所述第一负一级衍射光、所述第二零级衍射光和所述第二负一级衍射光形成衍射光场；

所述第一导轨和所述第二导轨的运动平面与所述熔石英光栅的表面平行，且所述第一导轨相邻所述熔石英光栅，所述第二导轨远离所述熔石英光栅；

所述刀口位于所述第一导轨上，且刀口方向垂直于所述熔石英光栅的衍射方向；

所述CCD探测器位于所述第二导轨上，所述CCD探测器用于在所述第二导轨上沿所述熔石英光栅的衍射方向进行移动并探测到所述衍射光场的不同位置。

2.根据权利要求1所述的线密度测试系统，其特征在于，所述激光器的波长为270nm-360nm，包括端点值。

3.根据权利要求1所述的线密度测试系统，其特征在于，所述滤波器为针孔滤波器。

4.一种平面基底变间距光栅的线密度测试方法，应用于如权利要求1-3任一项所述的线密度测试系统，其特征在于，所述线密度测试方法包括：

建立坐标系；所述熔石英光栅的法线方向为Z轴、Z轴与所述熔石英光栅的右边界交点为原点O_G、所述熔石英光栅的表面为X_GO_GY_G面，刀口的移动轴为X_K，CCD探测器的移动轴为X_C，其中，X_G轴、X_K轴和X_C轴相互平行且均在ZO_GX_G面内；

调整所述线密度测试系统，以使平行光以入射角α入射至所述熔石英光栅上；

控制所述CCD探测器移动至第二负一级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RC-1，控制所述刀口移动到所述第二负一级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RK-1；

控制所述CCD探测器移动至第二零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RC0，控制所述刀口移动到所述第二零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_RK0；

依据第一预设算法分别计算所述刀口与所述熔石英光栅的Z方向距离h_K，和所述CCD探测器与所述熔石英光栅的Z方向距离h_C；

控制所述CCD探测器移动至第一零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_C0，控制所述刀口移动到所述第一零级衍射光的右侧边界位置，并记录该点位置X_K0；

依据第二预设算法分别计算所述X_K轴的原点位置O_K，和所述X_C轴的原点位置O_C；

控制所述刀口移动至第一负一级衍射光的右侧的任一位置，并记录该点位置X_K1，然后控制所述CCD探测器移动至所述刀口在所述X_C轴上的投影边界位置，并记录该点位置X_C1；

依据第三预设算法计算出位置X_C1对应目标光栅上位置的衍射角β₁；

依据第四预设算法计算出位置X_C1对应目标光栅上位置的线密度N₁；

依据第五预设算法计算出位置X_C1对应目标光栅上的位置X_G1；

再控制所述刀口移动至所述第一负一级衍射光的右侧的X_K2位置，且随之移动所述CCD探测器至X_C1位置，并计算相对应的线密度N₂及相对应光栅上的位置X_G2；

持续移动所述刀口和所述CCD探测器直至所述第一负一级衍射光的左侧边界位置；

依据获得的多个光栅位置数据X_G1、X_G2、……X_Gn和多个线密度N₁、N₂、……N_n，采用第六预设算法获得线密度测试结果N(x)。

5.根据权利要求4所述的线密度测试方法，其特征在于，所述依据第一预设算法分别计算所述刀口与所述熔石英光栅的Z方向距离h_K，和所述CCD探测器与所述熔石英光栅的Z方向距离h_C，包括：

其中，N_R为已知的参考光栅线密度；λ为入射激光波长。

6.根据权利要求4所述的线密度测试方法，其特征在于，所述依据第二预设算法分别计算所述X_K轴的原点位置O_K，和所述X_C轴的原点位置O_C，包括：

采用公式O_K＝h_Ktanα+x_K0计算所述X_K轴的原点位置O_K；

采用公式O_C＝h_Ctanα+x_C0计算所述X_C轴的原点位置O_C。

7.根据权利要求4所述的线密度测试方法，其特征在于，所述依据第三预设算法计算出位置X_C1对应目标光栅上位置的衍射角β₁，包括：

采用公式

计算位置X_C1对应目标光栅上位置的衍射角β₁。

8.根据权利要求4所述的线密度测试方法，其特征在于，所述依据第四预设算法计算出位置X_C1对应目标光栅上位置的线密度N₁，包括：

采用公式

计算出位置X_C1对应目标光栅上位置的线密度N₁。

9.根据权利要求4所述的线密度测试方法，其特征在于，所述依据第五预设算法计算出位置X_C1对应目标光栅上的位置X_G1，包括：

采用公式X_G1＝X_C1+h_ctanβ₁计算出位置X_C1对应目标光栅上的位置X_G1。

10.根据权利要求4所述的线密度测试方法，其特征在于，所述依据获得的多个光栅位置数据X_G1、X_G2、……X_Gn和多个线密度N₁、N₂、……N_n，采用第六预设算法获得线密度测试结果N(x)，包括：

N(x)＝3600*[1+a*(x-d)+b*(x-d)²+c*(x-d)³]

其中，x为光栅位置；N(x)为相对应光栅位置处的线密度；a、b、c、d为线密度分布式待确定的拟合参数，由光栅位置数据组与线密度数据组拟合到上述线密度分布式公式得出。

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