RU1099747C - Устройство для записи радиальной дифракционной решетки - Google Patents
Устройство для записи радиальной дифракционной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU1099747C RU1099747C SU3569526A RU1099747C RU 1099747 C RU1099747 C RU 1099747C SU 3569526 A SU3569526 A SU 3569526A RU 1099747 C RU1099747 C RU 1099747C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- diaphragm
- recording
- diffraction grating
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Description
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для получения радиальных дифракционных решеток, используемых в системах прецизионного измерения угловых перемещений.
Известно устройство для записи радиальной дифракционной решетки, включающее круговую делительную машину и стеклянный диск с металлизированным покрытием, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси.
В этом устройстве диск совершает последовательные повороты на заданный угол с помощью круговой делительной машины, а после каждого поворота выполняется гравирование штриха решетки путем снятия алмазным резцом слоя металлизированного покрытия. Недостатком данного устройства является изнашивание резца в процессе изготовления решетки из-за прохождения им большого расстояния, что сказывается на форме и точности штрихов в начале и конце нарезки, приводит к ограничению периода и высоты штрихов и к ограничению общего количества штрихов. Кроме того, для получения решетки с помощью этого устройства требуется большое время (десятки часов).
Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство для записи радиальной дифракционной решетки, содержащее осветительную систему, диск со светочувствительным слоем, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси, и неподвижную диафрагму, установленную с зазором параллельно поверхности этого диска. В этом устройстве осветительная система содержит один некогерентный источник света, а диафрагма выполнена в виде маски с пятью прозрачными радиальными штрихами.
В процессе записи диск с фоторезистором поворачивается с шагом, равным угловому шагу между штрихами маски. После каждого поворота выполняется экспонирование диска сквозь щели маски и т. д. до полного оборота диска. В результате каждого экспонирования на его поверхности одновременно регистрируются пять штрихов. Переналожения копируемых штрихов маски, возникающие при указанном повороте диска, позволяют уменьшить влияние погрешностей позицирования диска на точность записи радиальной решетки, а также сократить время записи всего диска в 5 раз по сравнению со случаем однощелевой маски. Недостатками данного устройства являются невысокая точность записи, обусловленная относительно низкой точностью изготовления маски и ошибками позиционирования, а также большая длительность процесса записи, пропорциональная общему числу штрихов (для записи 8000 штрихов требуется около 9 ч).
Цель изобретения повышение точности и быстродействия устройства. Это достигается тем, что в устройстве для записи радиальной дифракционной решетки, содержащем осветительную систему, диск со светочувствительным слоем, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси, и неподвижную диафрагму, установленную с зазором параллельно поверхности этого диска, осветительная система выполнена в виде двух точечных когерентных источников света, расположенных между осью вращения диска и диафрагмой симметрично относительно плоскости, проходящей через эту ось и центр диафрагмы, а отверстие в диафрагме выполнено в виде кольцевого сектора.
На фиг. 1 представлена оптическая схема одного из возможных вариантов реализации предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема относительного расположения точечных когерентных источников, диафрагмы и диска.
Устройство состоит из диска 1 со светочувствительным слоем, полевой диафрагмы 2, выполненной в виде кольцевого сектора, и осветительной системы, формирующей два точечных когерентных источника, включающей лазер 3, светоделительную призму куб 4, зеркала 5, 6, 7, два короткофокусных объектива 8, 9, и два точечные диафрагмы 10, 11, которые и создают изображения когерентных точечных источников. Изображения источников 10, 11 располагаются между осью вращения 12 диска 1 и диафрагмой 2 симметрично относительно плоскости, проходящей через эту ось и центр диафрагмы 2.
Возможно и другое конструктивное оформление осветительной системы. Необходимо лишь сформировать с ее помощью два когерентных точечных источника, расположенных вышеуказанным образом.
Координаты а и в источников 10, 11, обеспечивающие формирование решетки с заданными значениями углового шага Φ и среднего радиуса дорожки ro, должны удовлетворять соотношениям
a + c;
b 1 ro, где
c1= 1 ;
c2= ;
λ длина волны излучения источников 10, 11. При этом значение третьей координаты источников h выбирается в соответствии с условием
h ≅ 1 2 , где
G так, чтобы было обеспечено достаточно большое отличие угла падения световых лучей на поверхность диска 1 от угла 90о, с целью уменьшения доли отраженного света, т. е. для увеличения эффективности взаимодействия излучения со светочувст- вительным слоем. Угловые размеры γ кольцевого сектора диафрагмы 2 определяются в зависимости от величины допустимой угловой погрешности сектора решетки Δφ в соответствии с выражением
γ 2(6Δφ)1+ .
a + c;
b 1 ro, где
c1= 1 ;
c2= ;
λ длина волны излучения источников 10, 11. При этом значение третьей координаты источников h выбирается в соответствии с условием
h ≅ 1 2 , где
G так, чтобы было обеспечено достаточно большое отличие угла падения световых лучей на поверхность диска 1 от угла 90о, с целью уменьшения доли отраженного света, т. е. для увеличения эффективности взаимодействия излучения со светочувст- вительным слоем. Угловые размеры γ кольцевого сектора диафрагмы 2 определяются в зависимости от величины допустимой угловой погрешности сектора решетки Δφ в соответствии с выражением
γ 2(6Δφ)1+ .
При этом отношение n долж но быть целочисленным. Высота штрихов решетки, а следовательно, и ширины кольцевого сектора определяется размерами считывающей системы (апертурой фотодиода), используемой на этапе измерения углов совместно с записанной решеткой. Устройство для записи радиальной дифракционной решетки работает следующим образом.
Пучок когерентного света, генерируемый лазером 3, делится призмой кубом 4 на два. Затем пучки направляются с помощью зеркал 5, 6, 7 на два короткофокусных объектива 8, 9, которые фокусируют их на точечные диафрагмы 10 и 11. Таким образом, осветительная система создает два точечных когерентных источника, сферические волны от которых в результате взаимодействия формируют в зоне диафрагмы 2 интерференционное поле с радиальными интерференционными полосами. Именно этот участок радиального интерференционного поля через диафрагму 2 засвечивает непосредственно светочувствительный слой диска 1.
После экспонирования первого участка диск 1 поворачивают на угол γ равный угловому размеру кольцевого сектора диафрагмы 2, и экспонируют второй участок. Далее процесс повторяют, пока не запишется полностью весь диск. Процесс заканчивается химической обработкой диска 1.
В результате указанных действий на диске будет записана радиальная дифракционная решетка с угловым шагом
Φ 1+ и со средним радиусом дорожки
ro= .
Φ 1+ и со средним радиусом дорожки
ro= .
Следует отметить, что перед процессом записи необходимо провести тонкую юстировку расстояния 2а между источниками 10, 11 с тем, чтобы в угле γ укладывалось целое число угловых шагов решетки Φ.
Данную юстировку можно осуществить следующим образом. На место записываемого диска 1 устанавливают вспомогательный диск и проводят однократное экспонирование и отсутствие диафрагмы 2. Проводят химическую обработку диска, получая таким образом фрагмент вспомогательной радиальной решетки. Измеряют фазу муаровой картины, образуемой при взаимодействии двух сферических когерентных волн и вспомогательной решетки в некоторой точке А ˙ΦA 1. Поворачивают диск на угол γ и попадают в другую точку В. Управление поворотом диска осуществляется известными способами с помощью высокоточных делительных устройств. Измеряют фазу муаровых полос в точке В φB 1. Возвращают диск в исходное положение. Измеряют разность фаз между точками А и В: ΔφAB=φA 1-φB 1. Подъюстировкой расстояния 2а между источниками выставляют новое значение разности фаз между точками А и В согласно формуле
= ΔφAB+(φ -φ I), обеспечивая тем самым целочисленность отношения N γ/Φ.
= ΔφAB+(φ
При последовательных поворотах диска 1 фазировка отдельных участков может осуществляться либо традиционным методом с помощью высокоточного делительного устройства, либо с помощью нефазированных голографических решеток.
С помощью предлагаемого устройств была записана радиальная голографическая дифракционная решетка. Записанная решетка и само устройство имели следующие параметры:
ro 100 мм средний радиус решетки;
Φ 2 с угловой шаг решетки;
Δφ 1 с угловая погрешность сектора решетки;
h 25 мм
a ± 27,3 мм координаты источ-
b 17,3 мм ников;
γ 34,4' угловая апертура кольцевого сектора;
d 10-3 мм линейный период решетки;
N 997 лин. число штрихов в секторе решетки;
n 628 полное число секторов на решетке;
nN 626000 лин. полное число штрихов решетки;
V 652 лин/мин удельная скорость записи штрихов решетки.
ro 100 мм средний радиус решетки;
Φ 2 с угловой шаг решетки;
Δφ 1 с угловая погрешность сектора решетки;
h 25 мм
a ± 27,3 мм координаты источ-
b 17,3 мм ников;
γ 34,4' угловая апертура кольцевого сектора;
d 10-3 мм линейный период решетки;
N 997 лин. число штрихов в секторе решетки;
n 628 полное число секторов на решетке;
nN 626000 лин. полное число штрихов решетки;
V 652 лин/мин удельная скорость записи штрихов решетки.
При использовании данного устройства точность записи по сравнению с устройством-прототипом возросла в 10 раз, а время записи сократилось в 40-50 раз.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения характери- зуется существенно большими точностью и быстродействием.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ РАДИАЛЬНОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ, содержащее осветительную систему, диск со светочувствительным слоем, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси, и неподвижную диафрагму, установленную с зазором параллельно поверхности этого диска, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, осветительная система выполнена в виде двух точечных когерентных источников света, расположенных между осью вращения диска и диафрагмой симметрично относительно плоскости, проходящей через эту ось и центр диафрагмы, а отверстие в диафрагме выполнено в виде кольцевого сектора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3569526 RU1099747C (ru) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | Устройство для записи радиальной дифракционной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3569526 RU1099747C (ru) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | Устройство для записи радиальной дифракционной решетки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1099747C true RU1099747C (ru) | 1995-06-19 |
Family
ID=30440012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3569526 RU1099747C (ru) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | Устройство для записи радиальной дифракционной решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1099747C (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA007874B1 (ru) * | 2005-02-24 | 2007-02-27 | Александр Григорьевич Полещук | Устройство для записи дифракционных элементов |
-
1983
- 1983-03-29 RU SU3569526 patent/RU1099747C/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
D.F.Horne. Optical scales, reticles, gratings, masks and standards. "Applied Optics," v.20, N 23, 1981, p.4000-4008. * |
Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н. Преснухина. - М.: Машиностроение, 1974, с.319-320. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA007874B1 (ru) * | 2005-02-24 | 2007-02-27 | Александр Григорьевич Полещук | Устройство для записи дифракционных элементов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4311389A (en) | Method for the optical alignment of designs in two near planes and alignment apparatus for performing this method | |
US5920380A (en) | Apparatus and method for generating partially coherent illumination for photolithography | |
CA1093297A (en) | Plate aligning | |
JP3407477B2 (ja) | 位相格子とその作製方法並びに光学式エンコーダ | |
JPH063167A (ja) | エンコーダー | |
JPH04283750A (ja) | 露光装置 | |
US4148549A (en) | Diffraction gratings | |
US4715670A (en) | Apparatus for copying holographic diffraction gratings | |
US3795446A (en) | Lithography | |
RU1099747C (ru) | Устройство для записи радиальной дифракционной решетки | |
JPH0611609A (ja) | 露光装置 | |
Gordeev et al. | Investigation of the interference field of two spherical waves for holographic recording of precision radial diffraction gratings | |
US4632499A (en) | Light beam scanning apparatus | |
US5372900A (en) | Method of reproducing reflecting type hologram and apparatus therefor | |
JPS63187202A (ja) | ブレ−ズドホログラフイツク回折格子 | |
JPH01167806A (ja) | 放射状回折格子記録装置 | |
JPH03238454A (ja) | 干渉露光用マスクの製造方法 | |
US6413702B1 (en) | Method for making a holographic linear position encoder | |
JPS6321171B2 (ru) | ||
JPS5952537B2 (ja) | 自動マスク合せ法 | |
JPH01138413A (ja) | ロータリー・エンコーダ | |
JP3171013B2 (ja) | 回折格子からなる物品の作製方法および作製装置 | |
JPS6310801B2 (ru) | ||
SU1081606A1 (ru) | Устройство дл формировани голографических цилиндрических линз | |
JPH0784507A (ja) | ホログラム露光記録方法 |