本發(fā)明涉及光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光光束空間相干長(zhǎng)度的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

激光由于具有單色性好、相干性好、方向性好及亮度高等特性，在工業(yè)、軍事、信息、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)和科研等領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用。

空間相干性是激光的一個(gè)重要特性，在很多方面需對(duì)其空間相干性進(jìn)行調(diào)制。因此，需要測(cè)量激光光束的空間相干長(zhǎng)度，以表征激光空間相干性調(diào)制的效果。例如：準(zhǔn)分子激光的空間相干性通常較差，然而，在實(shí)際應(yīng)用中，某些相關(guān)技術(shù)的采用將會(huì)提高準(zhǔn)分子激光的空間相干性，而有時(shí)為了提高系統(tǒng)某方面的性能卻需刻意調(diào)制準(zhǔn)分子激光的空間相干性。例如，高數(shù)值孔徑深紫外投影光刻系統(tǒng)中的線寬壓窄技術(shù)使準(zhǔn)分子激光的空間相干性增加，而為了提高深紫外光刻照明系統(tǒng)的均勻性，則需要減小準(zhǔn)分子激光的空間相干性，另外，在深紫外光刻光學(xué)系統(tǒng)中，在調(diào)節(jié)照明相干因子的同時(shí)，也改變了準(zhǔn)分子激光的空間相干性。因此，激光空間相干長(zhǎng)度的測(cè)量是調(diào)節(jié)和控制激光空間相干性的前提。

傳統(tǒng)激光光束空間相干長(zhǎng)度的測(cè)量方法具有一定的局限性，例如采用楊氏雙縫干涉法測(cè)量光束空間相干長(zhǎng)度，該方法每次只能測(cè)量一定間距兩個(gè)點(diǎn)干涉條紋對(duì)比度，為了測(cè)量整個(gè)激光光束的空間相干長(zhǎng)度，需要改變雙縫的距離，進(jìn)行多次測(cè)量；即便是采用反轉(zhuǎn)剪切干涉儀測(cè)量KrF激光的空間相干長(zhǎng)度，該方法光路搭建和測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，整體測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

傳統(tǒng)激光光束空間相干長(zhǎng)度的測(cè)量方法需要多次測(cè)量，測(cè)量光路復(fù)雜，測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的組成結(jié)構(gòu)快速有效地得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

(二)技術(shù)方案

為了能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，快速準(zhǔn)確的得到激光光束的空間相干長(zhǎng)度，本發(fā)明提出了一種激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置，包括激光器、探測(cè)器、數(shù)據(jù)處理裝置和多孔陣列板，

激光器用于產(chǎn)生激光光束；

多孔陣列板具備多個(gè)非等間距的小孔，激光光束通過(guò)多個(gè)小孔產(chǎn)生干涉圖，即光強(qiáng)分布；

探測(cè)器用于接收通過(guò)多個(gè)小孔的激光光束并采集該激光光束的光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理裝置用于接收光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)并根據(jù)該光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)計(jì)算激光光束的空間相干長(zhǎng)度。

多孔陣列板上非等間距的小孔排列在同一直線上。

小孔為尺寸大小一致的圓形小孔。

小孔間距是相鄰兩小孔中心位置之間的距離，其所述相鄰兩小孔中心位置之間的距離的最大值小于激光光束的尺寸大小。

優(yōu)選地，小孔數(shù)量為6。

優(yōu)選地，6個(gè)小孔在多孔陣列板上自上而下依次分別是第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔，所述的第一小孔和第二小孔的間距為2D，第二小孔和第三小孔的間距為D，第三小孔和第四小孔的間距為4D，第四小孔和第五小孔的間距為6D，第五小孔和第六小孔的間距為8D，其中，D為一預(yù)定長(zhǎng)度，根據(jù)激光光束的尺寸大小和小孔直徑d確定。

優(yōu)選地，當(dāng)激光光束通過(guò)6個(gè)非等間距小孔的兩兩組合時(shí)，第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔兩兩組合得到間距分別為D、2D、3D、4D、5D、6D、7D、8D、10D、11D、13D、14D、18D、19D和21D的15對(duì)小孔，即獲得15對(duì)間距不同的小孔對(duì)。

相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明所述的測(cè)量裝置，本發(fā)明提出了一種激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量方法，包括以下步驟：

S1、使激光光束照射到一個(gè)多孔陣列板上，多孔陣列板具備多個(gè)非等間距的小孔，激光光束通過(guò)多個(gè)小孔產(chǎn)生干涉圖，即光強(qiáng)分布；

S2、探測(cè)器接收通過(guò)多孔陣列板的激光光束并采集激光光束的光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)；

S3、根據(jù)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)計(jì)算該激光光束的空間相干長(zhǎng)度。

在步驟S3中，通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)做傅里葉變換計(jì)算得到傅里葉變換頻譜：

優(yōu)選地，當(dāng)小孔數(shù)量為6時(shí)，光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)是

式中I₁(x，y)、I₂(x，y)、I₃(x，y)、I₄(x，y)、I₅(x，y)和I₆(x，y)分別為第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔和第六小孔各自的衍射光強(qiáng)在所述探測(cè)器上坐標(biāo)為(x，y)點(diǎn)處的光強(qiáng)強(qiáng)度大小，I(x，y)為I₁(x，y)、I₂(x，y)、I₃(x，y)、I₄(x，y)、I₅(x，y)和I₆(x，y)相干疊加后在所述探測(cè)器上坐標(biāo)為(x，y)點(diǎn)處的總光強(qiáng)強(qiáng)度大小，記I_t(x，y)＝I₁(x，y)+I₂(x，y)+I₃(x，y)+I₄(x，y)+I₅(x，y)+I₆(x，y)，|μ_ij|和β_ij分別為第i個(gè)孔與第j個(gè)孔所在位置處兩束激光空間相干度的幅值和它們之間的相位延遲，δ為兩束激光由于空間位置不同引起的位相差，|μ_ij|是該干涉條紋的對(duì)比度；

所述的傅里葉變換頻譜是：

式中v是頻率域坐標(biāo)，v_ij為第i個(gè)孔與第j個(gè)孔間距對(duì)應(yīng)的空間頻率，

以中心頻譜的幅值大小I_t(x，y)對(duì)傅里葉變換頻譜進(jìn)行歸一化得到各次級(jí)頻譜的幅值大小，則各次級(jí)頻譜的幅值大小I_ij(x，y)為

因此，將各次級(jí)頻譜的幅值大小乘以比例系數(shù)1/α_ij，所得結(jié)果|μ_ij|即為該次級(jí)頻譜對(duì)應(yīng)的小孔對(duì)形成干涉圖的對(duì)比度；

以小孔對(duì)間距為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)小孔對(duì)形成干涉圖的對(duì)比度為縱坐標(biāo)，得到干涉條紋對(duì)比度隨小孔間距變化曲線，則干涉條紋對(duì)比度為0.707所對(duì)應(yīng)的小孔對(duì)間距，即為該激光光束的空間相干長(zhǎng)度。

(三)有益效果

本發(fā)明提出的激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置采用具備非等間距排列的多孔陣列板，結(jié)合探測(cè)器，通過(guò)單次測(cè)量，便可獲得激光光束的空間相干長(zhǎng)度，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量速度快。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例1的激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例1的激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置中多孔陣列板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明提出的激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量方法基本流程圖；

圖4是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例2的光強(qiáng)均勻分布的激光光束透過(guò)多孔陣列板在探測(cè)器上形成的光強(qiáng)分布圖；

圖5是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例2的激光光束透過(guò)多孔陣列板在探測(cè)器上形成的光強(qiáng)分布截面圖；

圖6是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例2的對(duì)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)做傅里葉變換計(jì)算后得到的歸一化傅里葉變換頻譜分布圖；

圖7是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例2的干涉條紋對(duì)比度隨小孔間距變化關(guān)系曲線圖；

其中，

1是準(zhǔn)分子激光器，2是多孔陣列板，3是紫外探測(cè)器，4是數(shù)據(jù)處理儀，5是數(shù)據(jù)線，6是準(zhǔn)分子激光光束；

P1是第一小孔，P2是第二小孔，P3是第三小孔，P4是第四小孔，P5是第五小孔，P6是第六小孔。

具體實(shí)施方式

空間相干性是激光光束的一個(gè)重要特性，從激光器出射的激光光束，其空間相干性通常不能滿足使用需求。因此，需要對(duì)其空間相干性進(jìn)行調(diào)制，而空間相干性的調(diào)制效果則需要根據(jù)測(cè)量激光光束的空間相干長(zhǎng)度來(lái)表征。如果空間相干度為1(空間相干長(zhǎng)度為無(wú)窮大)則該激光光束為完全相干光、如果空間相干度大于0小于1(空間相干長(zhǎng)度大于0小于無(wú)窮大)則該激光光束為部分相干光，如果空間相干度為0(空間相干長(zhǎng)度為0)則該激光光束為非相干光。

關(guān)于空間相干長(zhǎng)度的測(cè)量，是基于改進(jìn)的楊氏雙孔干涉實(shí)驗(yàn)，即當(dāng)激光光束通過(guò)多孔陣列板上多個(gè)小孔后，在探測(cè)器上獲得光強(qiáng)分布，該光強(qiáng)分布是由間距不同的小孔對(duì)產(chǎn)生的干涉圖疊加在一起形成的，不同間距的小孔對(duì)其干涉條紋的空間頻率不同。因此，通過(guò)傅里葉變換獲得多個(gè)頻譜，每個(gè)頻譜對(duì)應(yīng)一個(gè)空間頻率，每個(gè)空間頻率對(duì)應(yīng)一對(duì)雙孔的間距，而次級(jí)頻譜的幅值大小乘以一個(gè)比例系數(shù)反映了上述空間頻率不同的多幅干涉圖的對(duì)比度，從而得到干涉圖對(duì)比度隨小孔間距的變化關(guān)系曲線圖。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)干涉圖對(duì)比度隨小孔間距的變化關(guān)系曲線圖取干涉圖的對(duì)比度為0.707所對(duì)應(yīng)的小孔對(duì)間距為激光光束的空間相干長(zhǎng)度。其中，多孔陣列板上具備間距不同的多個(gè)小孔，小孔間距是指相鄰兩個(gè)小孔中心位置之間的距離，對(duì)小孔間距進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，通過(guò)小孔的兩兩組合得到間距不同的小孔對(duì)，獲得疊加在一起的空間頻率不同的多幅干涉圖。而多個(gè)小孔必須排列在一條直線上，否則它們形成的干涉圖就不是平行的直線，不利于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

關(guān)于小孔之間的數(shù)量是由激光光束在多孔陣列板上的直徑大小和小孔直徑所決定的。小孔間距的最大值21D必須小于激光光束的尺寸大小，最小值D必須大小小孔直徑大小，D為一預(yù)定長(zhǎng)度。根據(jù)這一原則即可確認(rèn)小孔的數(shù)量。同時(shí)，為了提高小孔激光光束的通過(guò)率，小孔的直徑大小通常取為激光光束波長(zhǎng)的20倍左右。

最后，通過(guò)傅里葉變換獲得多個(gè)頻譜，每個(gè)頻譜對(duì)應(yīng)一個(gè)空間頻率，每個(gè)空間頻率對(duì)應(yīng)一對(duì)雙孔的間距，而將次級(jí)頻譜的幅值大小乘以一個(gè)比例系數(shù)就得到了上述空間頻率不同的多幅干涉圖的對(duì)比度，再繪制干涉圖對(duì)比度隨小孔間距的變化關(guān)系曲線，取干涉圖對(duì)比度為0.707所對(duì)應(yīng)的小孔間距為激光光束的空間相干長(zhǎng)度。小孔間距的設(shè)置是為了得到盡量多間距不同的小孔對(duì)的組合，最小的小孔間距為D，最大的小孔間距為21D，D值必須大于小孔的直徑大小，否則兩個(gè)小孔將重合在一起，而21D又必須小于激光光束的尺寸大小，否則激光光束無(wú)法覆蓋所有的小孔。這樣就需要對(duì)小孔間距進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

綜上，本發(fā)明提出的激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置包括：激光器、探測(cè)器、數(shù)據(jù)處理裝置和多孔陣列板，其中，激光器用于產(chǎn)生激光光束；多孔陣列板具備多個(gè)非等間距的小孔，激光光束通過(guò)多個(gè)小孔產(chǎn)生干涉圖，即光強(qiáng)分布；探測(cè)器用于接收通過(guò)多個(gè)小孔的激光光束并采集該激光光束的光強(qiáng)分布信號(hào)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理裝置用于接收光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)并根據(jù)該光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)計(jì)算激光光束的空間相干長(zhǎng)度。

為使本發(fā)明提出的激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置能更加清晰、明確的展現(xiàn)，本發(fā)明提出了具體實(shí)施例1如下：

如圖1所示為本發(fā)明提出的具體實(shí)施例1的準(zhǔn)分子激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置主要包括：作為激光器的準(zhǔn)分子激光器1、多孔陣列板2、作為探測(cè)器的紫外探測(cè)器3、作為數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)處理儀4。其中，準(zhǔn)分子激光器1能夠產(chǎn)生準(zhǔn)分子激光光束6，其出光口直徑為1000微米，出光口距離多孔陣列板2的距離為1米，保證能夠?qū)?zhǔn)分子激光光束6照射在多孔陣列板2上。紫外探測(cè)器3是一種紫外波段的CMOS探測(cè)器，像元大小為5.5微米，像素個(gè)數(shù)為2048×2048，其距離多孔陣列板2的距離為1毫米，用于接收透過(guò)多孔陣列板2的準(zhǔn)分子激光光束6干涉圖，即光強(qiáng)分布。數(shù)據(jù)處理儀4包括一個(gè)計(jì)算機(jī)，其通過(guò)數(shù)據(jù)線5與紫外探測(cè)器3進(jìn)行連接，并保存紫外探測(cè)器3記錄的光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)，進(jìn)行傅里葉變換等數(shù)據(jù)處理。

另外，如圖2所示為本發(fā)明提出的具體實(shí)施例1的準(zhǔn)分子激光空間相干長(zhǎng)度測(cè)量用多孔陣列板2結(jié)構(gòu)示意圖，該測(cè)量裝置的多孔陣列板2是長(zhǎng)寬10毫米×10毫米的矩形板，厚度是1毫米，多孔陣列板2中心線上包括6個(gè)小孔，分別為第一小孔P1、第二小孔P2、第三小孔P3、第四小孔P4、第五小孔P5和第六小孔P6，每個(gè)都是直徑為4微米的圓形小孔，即d是4微米。因準(zhǔn)分子激光器1發(fā)出的準(zhǔn)分子激光光束6照射到多孔陣列板2上的呈現(xiàn)的激光光束6直徑為1000微米，所以相鄰小孔之間的距離是由小孔的直徑大小和激光光束6的直徑大小決定的，第一小孔P1和第二小孔P2的間距為80微米，第二小孔P2和第三小孔P3的間距為40微米，第三小孔P3和第四小孔P4的間距為160微米，第四小孔P4和第五小孔P5的間距為240微米，第五小孔P5和第六小孔P6的間距為320微米，6個(gè)小孔排列在一條直線上，即D是40微米。

因此，當(dāng)準(zhǔn)分子激光光束通過(guò)6個(gè)不同間距小孔的兩兩組合時(shí)，第一小孔P1、第二小孔P2、第三小孔P3、第四小孔P4、第五小孔P5和第六小孔P6兩兩組合得到間距分別為40微米、80微米、120微米、160微米、200微米、240微米、280微米、320微米、400微米、440微米、520微米、560微米、720微米、760微米和840微米的15對(duì)小孔，即獲得15對(duì)間距不同的小孔對(duì)，同時(shí)產(chǎn)生15幅空間頻率不同的干涉圖(即光強(qiáng)分布)，這15幅干涉圖在探測(cè)器上疊加在一起，通過(guò)傅里葉變換得到不同空間頻率干涉圖的頻譜幅值大小，將次級(jí)頻譜幅值大小乘以一個(gè)比例系數(shù)計(jì)算得干涉圖的對(duì)比度，繪制干涉圖對(duì)比度隨小孔間距變化關(guān)系曲線，則對(duì)比度為0.707的干涉圖所對(duì)應(yīng)的小孔間距即為激光光束的空間相干長(zhǎng)度。

另外，本發(fā)明還相應(yīng)的提出了基于該準(zhǔn)分子激光空間相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置的測(cè)量方法，如圖3所示本發(fā)明提出的激光空間相干長(zhǎng)度測(cè)量方法流程圖，包括以下步驟：

S1、使激光光束照射到一個(gè)多孔陣列板上，所述的多孔陣列板具備多個(gè)非等間距的小孔，所述激光光束通過(guò)所述多個(gè)小孔產(chǎn)生干涉圖，即光強(qiáng)分布；

S2、探測(cè)器接收通過(guò)所述多孔陣列板的激光光束并采集所述激光光束的光強(qiáng)分布信號(hào)數(shù)據(jù)；

S3、根據(jù)所述光強(qiáng)分布信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算該激光光束的空間相干長(zhǎng)度。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所提出的激光光束空間相干長(zhǎng)度測(cè)量方法，基于上述具體實(shí)施例1中準(zhǔn)分子激光光束相干長(zhǎng)度測(cè)量裝置，包括準(zhǔn)分子激光器1、多孔陣列板2、紫外探測(cè)器3、數(shù)據(jù)處理儀4、數(shù)據(jù)線5，本發(fā)明相應(yīng)地提出了準(zhǔn)分子激光空間相干長(zhǎng)度測(cè)量方法作為本發(fā)明的具體實(shí)施例2，并據(jù)此對(duì)該測(cè)量方法進(jìn)行清晰的介紹，如圖3所示，該激光空間相干長(zhǎng)度的測(cè)量方法包括以下步驟：

S1、使激光光束照射到一個(gè)多孔陣列板上，所述的多孔陣列板具備多個(gè)非等間距的小孔，所述激光光束通過(guò)所述多個(gè)小孔產(chǎn)生干涉圖，即光強(qiáng)分布。調(diào)整準(zhǔn)分子激光器1輸出準(zhǔn)分子激光光束6的能量大小，并記錄輸出光強(qiáng)是I₀(x，y)；將準(zhǔn)分子激光器1輸出的準(zhǔn)分子激光光束照射到多孔陣列板2上，激光光束6通過(guò)6個(gè)不同間距小孔的兩兩組合時(shí)，獲得15對(duì)間距不同的小孔對(duì)，同時(shí)在紫外探測(cè)器3上產(chǎn)生15幅干涉圖，即光強(qiáng)分布，。

S2、探測(cè)器接收通過(guò)所述多孔陣列板的激光光束并采集所述激光光束的光強(qiáng)分布信號(hào)數(shù)據(jù)。這15幅干涉圖在紫外探測(cè)器3上疊加在一起，并通過(guò)紫外探測(cè)器3將該干涉圖產(chǎn)生的光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行收集記錄。

S3、根據(jù)所述光強(qiáng)分布信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算該激光光束的空間相干長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)處理儀4包括一個(gè)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)收集并保存來(lái)自紫外探測(cè)器3的光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)；然后對(duì)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)做傅里葉變換計(jì)算得到傅里葉變換頻譜，根據(jù)中心頻譜的幅值大小對(duì)傅里葉變換頻譜進(jìn)行歸一化得到除中心頻譜外的各次級(jí)頻譜的幅值大??；最后，將歸一化的次級(jí)頻譜大小乘以一個(gè)比例系數(shù)計(jì)算得不同間距小孔干涉圖的對(duì)比度大小，繪制出干涉圖對(duì)比度隨小孔間距的變化關(guān)系曲線，則干涉圖對(duì)比度為0.707所對(duì)應(yīng)的小孔間距，即為準(zhǔn)分子激光光束的空間相干長(zhǎng)度。

其中，上述具體實(shí)施例1中如圖2所述的多孔陣列板上有6個(gè)直徑大小均為d的小孔，分別為第一小孔P1、第二小孔P2、第三小孔P3、第四小孔P4、第五小孔P5和第六小孔P6。因此，在紫外探測(cè)器3上獲得15對(duì)間距不同的小孔對(duì)，同時(shí)產(chǎn)生15幅干涉圖，即光強(qiáng)分布。這15幅干涉圖在探測(cè)器上疊加在一起的總光強(qiáng)強(qiáng)度，即光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)為：

式中I₁(x，y)、I₂(x，y)、I₃(x，y)、I₄(x，y)、I₅(x，y)和I₆(x，y)分別為小孔P1、小孔P2、小孔P3、小孔P4、小孔P5和小孔P6各自的衍射光強(qiáng)在探測(cè)器上坐標(biāo)為(x，y)點(diǎn)處的光強(qiáng)強(qiáng)度大小，I(x，y)為I₁(x，y)、I₂(x，y)、I₃(x，y)、I₄(x，y)、I₅(x，y)和I₆(x，y)相干疊加后在紫外探測(cè)器上坐標(biāo)為(x，y)點(diǎn)處的總光強(qiáng)強(qiáng)度大小，記I_t(x，y)＝I₁(x，y)+I₂(x，y)+I₃(x，y)+I₄(x，y)+I₅(x，y)+I₆(x，y)，|μ_ij|和β_ij分別為第i個(gè)孔與第j個(gè)孔所在位置處兩束激光空間相干度的幅值和他們之間的相位延遲，δ為兩束激光由于空間位置不同引起的位相差，|μ_ij|也就是該干涉條紋的對(duì)比度。

所以，式(1)中總共有15幅干涉圖疊加在一起，這15幅干涉圖，即光強(qiáng)分布為間距分別為D、2D、3D、4D、5D、6D、7D、8D、10D、11D、13D、14D、18D、19D和21D的15對(duì)小孔衍射產(chǎn)生的波前干涉形成的。

據(jù)此，對(duì)探測(cè)器上的光強(qiáng)分布做傅里葉變換計(jì)算后的光譜分布，即傅里葉變換頻譜為：

式中，v是頻率域坐標(biāo)，v_ij是第i個(gè)孔和第j個(gè)孔間距對(duì)應(yīng)的空間頻率。以中心頻譜的幅值大小I_t(x，y)對(duì)傅里葉變換頻譜進(jìn)行歸一化得到各次級(jí)頻譜的幅值大小，則各次級(jí)頻譜的幅值大小I_jj(x，y)為

因此，將各次級(jí)頻譜的幅值大小乘以比例系數(shù)1/α_ij，所得結(jié)果|μ_ij|即為該次級(jí)頻譜對(duì)應(yīng)的小孔對(duì)形成干涉圖的對(duì)比度。

因此，上式在頻率為0處為中心頻譜，在中心頻率兩側(cè)頻率為±ν_ij的位置處各有15個(gè)次級(jí)頻譜。用中心頻譜的幅值大小對(duì)各級(jí)頻譜進(jìn)行歸一化，將次級(jí)頻譜的幅值大小乘以比例系數(shù)1/α_ij計(jì)算出|μ_ij|。

如圖4所示為光強(qiáng)均勻分布的激光光束經(jīng)過(guò)多孔陣列板上6個(gè)小孔后在紫外探測(cè)器上形成的光強(qiáng)分布圖。如圖5所示為本發(fā)明提出的具體實(shí)施例2的激光光束透過(guò)多孔陣列板在紫外探測(cè)器上形成的光強(qiáng)分布截面圖，即圖4的截面圖。

如圖6所示為對(duì)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)做傅里葉變換計(jì)算后得到的歸一化傅里葉變換頻譜分布圖。根據(jù)第一小孔P1、第二小孔P2、第三小孔P3、第四小孔P4、第五小孔P5和第六小孔P6的兩兩組合所得15對(duì)小孔的間距，因此，如圖6所示，中心最強(qiáng)的頻譜為0級(jí)頻譜，中心頻譜往左側(cè)(或右側(cè))的各次級(jí)頻譜分別對(duì)應(yīng)的小孔間距為40微米、80微米、120微米、160微米、200微米、240微米、280微米、320微米、400微米、440微米、520微米、560微米、720微米、760微米和840微米，而0級(jí)頻譜兩側(cè)均缺少間距為360微米，480微米、600微米、640微米、680微米和800微米的6條頻譜。上述各次級(jí)頻譜的幅值大小均為1/6≈0.1667，因?yàn)檎丈涠嗫钻嚵邪迳系墓鈴?qiáng)是均勻分布的，所以6個(gè)小孔衍射光強(qiáng)的強(qiáng)度分布相同，歸一化系數(shù)1/α_ii＝6，因此，各個(gè)小孔對(duì)所在位置處的干涉條紋對(duì)比度|μ_ij|均為1，如圖7所示，涉條紋對(duì)比度均隨小孔間距變化關(guān)系曲線為一條水平直線，即各個(gè)小孔對(duì)的干涉圖對(duì)比度均為1，大于0.707，因此，所測(cè)激光光束的為完全相干光，其空間相干長(zhǎng)度為無(wú)窮大。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。