CN113945364A - 一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法 - Google Patents

一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113945364A
CN113945364A CN202111240664.1A CN202111240664A CN113945364A CN 113945364 A CN113945364 A CN 113945364A CN 202111240664 A CN202111240664 A CN 202111240664A CN 113945364 A CN113945364 A CN 113945364A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
detector
optical element
diffraction
imaging lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111240664.1A
Other languages
English (en)
Inventor
刘卫静
廖志杰
何毅
谢强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Tongli Precision Photoelectric Instrument Manufacturing Co ltd
Institute of Optics and Electronics of CAS
Original Assignee
Chengdu Tongli Precision Photoelectric Instrument Manufacturing Co ltd
Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Tongli Precision Photoelectric Instrument Manufacturing Co ltd, Institute of Optics and Electronics of CAS filed Critical Chengdu Tongli Precision Photoelectric Instrument Manufacturing Co ltd
Priority to CN202111240664.1A priority Critical patent/CN113945364A/zh
Publication of CN113945364A publication Critical patent/CN113945364A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法，该方法用于衍射光学元件衍射效率测量。采用分光法测量衍射光学元件衍射效率，可以有效减小光源能量不稳定对测量结果的影响，测量过程中，利用小孔光阑挡住高衍射级光斑，可以有效提高测量准确性，测量方法简单，高效。

Description

一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法
技术领域
本发明涉及衍射光学元件性能测量的技术领域，具体涉及一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法。
背景技术
衍射光学元件，简称DOE(DiffractiveOpticalElenments,DOE)，也称作二元光学元件，主要用于光束整形，波面矫正，产生光束阵列等等。在衍射光学元件性能评价指标中，衍射效率是工程应用中的重要参数之一。衍射光学元件实际使用时的衍射效率一般为目标光斑内所有抽样点光强之和与整个输出面光强之和的比值，但在衍射光学元件设计过程中，高级次衍射是永远存在的，不能完全消除。在衍射效率测量过程中很难区分目标衍射区域光强和高级次衍射光强，因此本发明一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法通过设计一个中间像面，在中间像面安装合适光阑，将高衍射级次光强进行遮挡，能够实现衍射光学元件衍射效率的准确测量，测量装置简单，准确性高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法，其利用分光法测量衍射光学元件衍射效率。
本发明采用的技术方案为：一种衍射光学元件衍射效率测量装置，测量装置包括光源，光束整形模块，分光镜，第一探测器，第二探测器，被测衍射光学元件，第一成像透镜，第二成像透镜，光阑和计算机，光源出射光经过光束整形模块对光束的发散角、光斑尺寸、能量进行调整入射至分光镜表面，分光镜反射光照射至第一探测器接收面，透射光经过被测衍射光学元件、第一成像透镜、第二成像透镜、光阑照射至第二探测器接收面，光阑放在第一成像透镜的像面上，通过调节光阑大小，遮挡高级次衍射光，在第二成像透镜后焦面利用第二探测器分别测量有无被测件时的光强，通过对比得到被测衍射光学元件衍射效率。
进一步地，所述的光束整形模块包括光强衰减器件、光斑大小变化器件。
进一步地，光强度探测器可以是能量计也可以是激光功率计或者其他能测量光束强度的探测器，具体为光电二极管或光电倍增管。
一种衍射光学元件衍射效率测量方法，利用上述衍射光学元件衍射效率测量装置，该方法具体步骤如下：
步骤1、放入被测件，调节光阑大小，同时在第二成像透镜焦面上观察衍射图像；
步骤2、完成光阑大小调节，同时采集第一探测器光强E41和第二探测器光强E42，光强比值记为A＝E42/E41；
步骤3、移出被测件，同时采集第一探测器光强e41和第二探测器(42)光强e42，光强比值记为B＝e42/e41；
步骤4、被测件衍射效率为T＝A/B。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明采用分光法测量衍射光学元件效率，通过对比光路能够消除光源波动对测量结果的影响，测量精度高；
(2)本发明装置简单，成本低，测量操作简便快捷，工作效率高。
附图说明
图1为本发明的实施例中衍射光学元件衍射效率测量装置示意图，其中，1为光源，2为光束整形模块，3为分光镜，41为第一探测器，42为第二探测器，5为被测衍射光学元件，61为第一成像透镜，62为第二成像透镜，7为光阑，8为计算机。
图2为本发明的实施例中衍射光学元件透镜像面衍射光斑。
图3为本发明的实施例中中间像面加入光阑后的衍射光斑。
具体实施方式
以下将对本发明的一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法做进一步的详细描述。
图1为本实施例中衍射光学元件衍射效率测量装置，包括光源1，光束整形模块2，分光镜3，第一探测器41，第二探测器42，被测衍射光学元件5，第一成像透镜61，第二成像透镜62，光阑7和计算机8。光源1出射光经过光束整形模块2对光束的发散角、光斑尺寸、能量进行调整入射至分光镜3表面，分光镜3反射光照射至第一探测器41接收面，透射光经过被测衍射光学元件5、第一成像透镜61、第二成像透镜62、光阑7照射至第二探测器42接收面。
光源为193nm准分子激光器，被测件为光刻机照明系统中用于照明模式变换所设计加工的四极衍射光学元件。光阑7为可变光阑，放在第一成像透镜61的像面上，通过调节光阑大小，挡掉高级次衍射光，第一探测器41和第二探测器42选用Coherent公司的J-25MT-10kHz热释电能量计，通过分光法测量衍射光学元件衍射效率具体步骤如下：
步骤1、放入被测件，调节光阑7大小，同时在第二成像透镜62焦面上观察衍射图像；
步骤2、完成光阑大小调节，同时采集第一探测器41光强E41和第二探测器42光强E42，光强比值记为A＝E42/E41；
步骤3、移出被测件，同时采集第一探测器41光强e41和第二探测器42光强e42，光强比值记为B＝e42/e41；
步骤4、被测件衍射效率为T＝A/B；
图2是将本实施例中被测件四极衍射光学元件放入被测光路，在像面观察到的衍射光斑图像，可以看到有1级衍射光斑，同时包含高级次衍射光斑。图3是在中间像面加入光阑后，将高级衍射光斑遮挡后的有效衍射光斑。测量数据如表1所示，测量得到该四极衍射光学元件衍射效率为82.17％。
表1测量数据
测量次数 有DOE时光能量比值 无DOE时光能量比值 衍射效率％
1 1.212mJ 1.476mJ 82.11％
2 1.221mJ 1.485mJ 82.25％
3 1.196mJ 1.466mJ 81.64％
4 1.223mJ 1.482mJ 82.52％
5 1.189mJ 1.445mJ 82.31％

Claims (4)

1.一种衍射光学元件衍射效率测量装置，其特征在于：测量装置包括光源(1)，光束整形模块(2)，分光镜(3)，第一探测器(41)，第二探测器(42)，被测衍射光学元件(5)，第一成像透镜(61)，第二成像透镜(62)，光阑(7)和计算机(8)；光源(1)出射光经过光束整形模块(2)对光束的发散角、光斑尺寸、能量进行调整入射至分光镜(3)表面，分光镜(3)反射光照射至第一探测器(41)接收面，透射光经过被测衍射光学元件(5)、第一成像透镜(61)、第二成像透镜(62)、光阑(7)照射至第二探测器(42)接收面，光阑(7)放在第一成像透镜(61)的像面上，通过调节光阑大小，遮挡高级次衍射光，在第二成像透镜(62)后焦面利用第二探测器(42)分别测量有无被测件时的光强，通过对比得到被测衍射光学元件衍射效率。
2.根据权利要求1所述的一种衍射光学元件衍射效率测量装置，其特征在于：所述的光束整形模块包括光强衰减器件、光斑大小变化器件。
3.根据权利要求1所述的一种衍射光学元件衍射效率测量装置，其特征在于：所述的光强度探测器可以是能量计也可以是激光功率计或者其他能测量光束强度的探测器，具体为光电二极管或光电倍增管。
4.一种衍射光学元件衍射效率测量方法，利用权利要求1所述的衍射光学元件衍射效率测量装置，其特征在于：该方法具体步骤如下：
步骤1、放入被测件，调节光阑(7)大小，同时在第二成像透镜(62)焦面上观察衍射图像；
步骤2、完成光阑大小调节，同时采集第一探测器(41)光强E41和第二探测器(42)光强E42，光强比值记为A＝E42/E41；
步骤3、移出被测件，同时采集第一探测器(41)光强e41和第二探测器(42)光强e42，光强比值记为B＝e42/e41；
步骤4、被测件衍射效率为T＝A/B。
CN202111240664.1A 2021-10-25 2021-10-25 一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法 Pending CN113945364A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111240664.1A CN113945364A (zh) 2021-10-25 2021-10-25 一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111240664.1A CN113945364A (zh) 2021-10-25 2021-10-25 一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113945364A true CN113945364A (zh) 2022-01-18

Family

ID=79332280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111240664.1A Pending CN113945364A (zh) 2021-10-25 2021-10-25 一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113945364A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024137462A1 (en) * 2022-12-21 2024-06-27 Meta Platforms Technologies, Llc System and method for measuring satellite ghost efficiency of diffractive lens

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004008069A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Luka Optoscope Aps Method and apparatus for optically measuring the topography of nearly planar periodic structures
JP2010190621A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Shimadzu Corp 回折効率測定器及び回折効率測定方法
CN102243137A (zh) * 2011-06-21 2011-11-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 光束整形元件光学性能的检测装置和检测方法
CN102735428A (zh) * 2012-06-08 2012-10-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 衍射光学元件光学性能的测量装置及测量方法
DE102014201779A1 (de) * 2014-01-31 2015-08-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Strahlpropagationskamera und Verfahren zur Lichtstrahlanalyse
CN109186945A (zh) * 2018-09-12 2019-01-11 武汉理工大学 大口径光栅衍射效率光谱及其均匀性的测量装置和方法
CN111006854A (zh) * 2019-12-25 2020-04-14 中国科学院光电技术研究所 一种微纳结构透镜衍射效率测试装置与方法
CN111623962A (zh) * 2020-06-28 2020-09-04 浙江水晶光电科技股份有限公司 一种衍射光学元件检测系统及其检测方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004008069A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Luka Optoscope Aps Method and apparatus for optically measuring the topography of nearly planar periodic structures
JP2010190621A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Shimadzu Corp 回折効率測定器及び回折効率測定方法
CN102243137A (zh) * 2011-06-21 2011-11-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 光束整形元件光学性能的检测装置和检测方法
CN102735428A (zh) * 2012-06-08 2012-10-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 衍射光学元件光学性能的测量装置及测量方法
DE102014201779A1 (de) * 2014-01-31 2015-08-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Strahlpropagationskamera und Verfahren zur Lichtstrahlanalyse
CN109186945A (zh) * 2018-09-12 2019-01-11 武汉理工大学 大口径光栅衍射效率光谱及其均匀性的测量装置和方法
CN111006854A (zh) * 2019-12-25 2020-04-14 中国科学院光电技术研究所 一种微纳结构透镜衍射效率测试装置与方法
CN111623962A (zh) * 2020-06-28 2020-09-04 浙江水晶光电科技股份有限公司 一种衍射光学元件检测系统及其检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石鹏;刘强;曹国威;李珂;李永平;: "衍折射设计用于均匀照明的衍射光学器件" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024137462A1 (en) * 2022-12-21 2024-06-27 Meta Platforms Technologies, Llc System and method for measuring satellite ghost efficiency of diffractive lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI435181B (zh) 具有量測裝置之微蝕刻投射曝光工具及用於量測照射強度分佈之方法
CN105784334B (zh) 基于光电探测器和ccd相机的光纤激光光束质量测量方法
US9823119B2 (en) System and method for analyzing a light beam guided by a beam guiding optical unit
CN104034416A (zh) 高动态范围激光远场焦斑测量装置及方法
CN111504612B (zh) 一种多光源激光损伤阈值的测试装置
CN107356854B (zh) 单光子光电器件的光强标定装置和方法
CN107144421B (zh) 一种基于时间分辨的点源透过率杂散光测试系统及方法
CN113280728A (zh) 光谱共焦位移传感器
CN114739507B (zh) 一种高光谱辐亮度仪杂散光校正方法及测量装置
CN105444878A (zh) 一种高精度氧碘化学激光远场光束质量测量装置和方法
CN112710251B (zh) 一种多模式光学在线测量装置及测量方法
CN201152808Y (zh) 透镜焦距的测量装置
CN113945364A (zh) 一种衍射光学元件衍射效率测量装置和方法
CN114216659A (zh) 一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法
CN109269771B (zh) 偏置角可调中阶梯光栅效率测试仪的光路结构及测试方法
CN104483105A (zh) 一种像素间串扰检测系统及方法
CN113927191A (zh) 一种激光加工光束质量监测系统及方法
CN103365103A (zh) 一种调焦调平装置及调焦调平方法
CN105973480B (zh) 光栅二次衍射型激光波长计
CN101625281A (zh) 一种极紫外成像光学仪器成像质量测试装置
CN219390835U (zh) 检测设备
CN113984222B (zh) 光栅压缩器波前畸变在线测量装置及测量方法
CN116399244A (zh) 基于宽谱激光和波前编码的高分辨率表面测量方法与装置
CN107907813B (zh) 一种集成式激光电离效应模拟系统
CN107886823B (zh) 一种优化集成式单光路激光电离效应模拟系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20220118

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication