Устройство для изготовления периодических структур

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению. Цель изобретения - псвьшение точности изготовления структур путем уменьшения влияния непрямолинейности перемещения каретки . В устройстве между расширителем 2 пучка и эталонной структурой 4 установлен светоделительный блок 3, разделяющий пучок когерентного излучения источника I, прошедший через расширитель 2, на два параллельных пучка. Диафрагмы оборачивающих элементов , выполненных в виде телескопических систем с увеличением Г 1 ,отфильтровывают все дифракционные порядки , распространяющиеся за эталонной структурой 4 в результате дифракции двух параллельных пучков на ней, кроме выбранных. На заготовке 8 пучки , совмещаясь, образуют интерференционную картину, полосы в которой остаются неподвижными при перемещении каретки 7 с эталонной структурой 4 и заготовкой перпендикулярно осям освещающих пучков. По длине заготовки формируется периодическая структура . 1 ил. i (Л сг 00 о ел о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аО 4 С 02 В 27/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

Ю

° и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3972970/24-10 (22) 04.11.85 (46) 30,12.86.Бюл. К 48 ;71) Институт электроники АН БССР {72) В.А.Пилипович, А.В.Романов, В.Ф.Ярмолицкий и А.И.Богданович (53) 535,853.31 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1089541, кл. G 02 В 27/42, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1216756, кл. С 02 В 27/42, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУР (57) Изобретение относится к оптичес.кому приборостроению. Цель изобретения — повышение точности изготовления структур путем уменьшения влияния непрямолиИейности перемещения каретки. В устройстве между расширителем 2 пучка и эталонной структурой

„„Я0„„128О561 А I

4 установлен светоделительный блок

3, разделяющий пучок когерентного излучения источника I прошедший через расширитель 2, на два параллельных пучка. Диафрагмы оборачивающих элементов, выполненных в виде телескопических систем с увеличением Гw I,отфильтровывают все дифракционные порядки, распространяющиеся за эталонной структурой 4 в результате дифракции двух параллельных пучков на ней, кроме выбранных. На заготовке 8 пучки, совмещаясь, образуют интерференционную картину, полосы в которой остаются неподвижными при перемещении каретки 7 с эталонной структурой 4 и заготовкой перпендикулярно осям освещающих пучков. По длине заготовки формируется периодическая структура. 1 ил.

128056

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти применение, например, для изготовления шаблонов шкал и дифракционных решеток. 5

Целью изобретения является повышение точности изготовления структур путем уменьшения влияния непрямоли» нейности перемещения каретки.

На чертеже представлена оптическая схема устройства..

Устройство содержит последовательно установленные и оптически связанные источник 1 когерентного излучения, расширитель 2 пучка, светодели« тельный блок 3, эталонную структуру

4 и два оборачивающих элемента 5 и

6, размещенных в симметричных порядках дифракции, реализуемой на эталонной структуре 4, и выполненных в виде телескопических систем с увеличением Г l. Светоделительный блок 3 имеет коэффициент деления 2. Его выходные оси параллельны оптичес- 25 кой оси расширителя 2 и лежат в плоскости, перпендикулярной штрихам эталонной структуры 4, которая, в свою очередь, ориентирована по нормали к указанным осям и размещена на 30 каретке 7. Каретка 7 установлена с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном штрихам эталонной структуры 4. Оси элементов

5 и 6 пересекаются в плоскости заготовки 8, которая также установлена на подвижной каретке 7.

Устройство работает следующим обpBsoM»

Выходящий иэ источника 1 когерент-Ао ного излучения пучок расширяется системой 2 и, пройдя светоделительный блок 3, разделяется на два параллельных пучка, падающих нормально на эталонную структуру 4. В результате 4> дифракции двух ос.вещающих пучков на эталонной структуре эа ней распространяются две группы дифракционных . порядков. В телескопических системах

5 и 6 диафрагмами, установленными в фокусе первых линз, отфнльтровыва" ются все порядки, кроме выбранных.

Кроме того, телескопические системы сужают пучки и оборачивают их на о

180 . После прохождения телескопичес» ких систем пучки совмещаются на заготовке 8 с образованием интерференционной картины. При перемещении каретки 7 с эталонной структурой 4 и заготовкой в направлении, перпендикулярном осям освещающих пучков, полосы в интерференционной картине остаются неподвижными относительно поверхности и по ее длине формируется периодическая структура.

Например, пусть в качестве источника взят Не-Ne-лазер ЛГ-38 (P 0,6328 мкм) с диаметром выходного пучка 3 мм. Пройдя расширитель 2 с увеличением Г 8, пучок диамет« ром 24 мм направляется в светоделнтельный блок 3, на выходе которого получают два параллельных пучка равной интенсивности, падающих нормально на эталонную структуру с периодом

10 мкм. Расстояние между осями пучков вдоль структуры равно 45 мм. 3а эталонной структурой 4 распространяются две группы дифракционных порядков. На пути +5 порядков, угол диф0 ракции которых равен 18, установлены телескопические системы 5,6 с

1 увеличением Г 1/Г I /8. Фокусаае расстояния первой и второй линз те" лескопических систем 40 и 5 мм, диаметры 35 и 6 мм соответственнд. Телескопические системы оборачивают

t о фронты пучков на 180 и сужают выходные.пучки до диаметра 3 мм. Кроме того, в фокусе первых линз телескопических систем установлены диафрагмы, перекрывающие все порядки, кроме пятых. Диаметр диафрагм 10мкм.

Выходящие из телескопических систем

5 и 6 пучки совмещаются на поверхности заготовки 8 со светочувствительным слоем с образованием интерференционной картины. Заготовка располагается непосредственно эа телескопическими системами на расстоянии

55 мм от эталонной структуры. Это расстояние определяется габаритами телескопических систем - фокусным расстоянием линз и их диаметром.Эталонная структура и образец установлены на каретке прецизионного устройства перемещения с аэростатнческими направляющими. При перемещении каретки, например, с помощью линейного электродвигателя по длине saготовки формируется структура с периодом 1 мкм.

Расширение освещающих пучков н последующее оборачнванне фронта дифрагировавших пучков на 180 поэволяет увеличить однородность дифракционной эффективности и, кроме того, 1280561

Составитель В.Кравченко

Техред Н. Глущенко Корректор Л.Пилипенко

Редактор И.Рыбченко

Тираж 501 Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 7063/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 уменьшить случайную погрешность положения штрихов изготавливаемой структуры. Это связано с тем, что искажения волновых фронтов дифрагировавших пучков, обусловленные случайными погрешностями эталонной структуры, перемещаются в направлении,противоположном перемещению заготовки, что приводит к усреднению положения штрихов на ней. f0

В известном устройстве расширение освещающего пучка с целью уменьшения случайной погрешности положения штрихов приводит к необходимости увеличения расстояния между эталонной структурой и образцом для пространственного разделения дифрагировавших пучков. Прн равных параметрах эталонной структуры и освещающего пучка в известном устройстве указанное рас-20 стояние превышает 160 мм при 55 мм в предлагаемом устройстве. В то же время можно показать, что погрешность, совмещения группы штрихов, обусловленная разворотом каретки при ее перемещении, пропорциональна укаэанному расстоянию. Следовательно, точность изготовления периодических структур при использовании предлагаемого устройства возрастает в 3 ра- 30

3 cl °

Выполнение оборачивающих элементов с Г позволяет уменьшить расстояние между этапонной структурой и заготовкой. Кроме того, сужение пучков, осуществляемое телескопическими системами, ослабляет требования к точности юстировки оптической схемы устройства и повыпает дифракционную эффективность изготавливаемой структуры. Введение светоделительного блока, расположенного между расширителем и эталонной структурой, помимо уменьшения расстояния между структурой и заготовкой позволяет исключить четыре отражателя, используемые в известном устройстве для юстировки дифрагировавших пучков, так как при нормальном падении освещающих пучков на структуру условие идеальной юстировкн выполняется автоматически самой структурой. При этом повышается внброзащищенность устройства, его надежность, устойчивость к изменению внешних условий.

Формула изобретения

Устройство для изготовления периодических структур, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник когерентного излучения, расширитель пучка, эталонную структуру, ориентированную по нормали к оптической оси расширителя и размещенную на каретке, которая установлена с воэможностью перемещения в направлении, перпендикулярном штрихам эталонной структуры, и два оббрачивающих элемента, размещенных в симметричных порядках дифракции, реализуемой на эталонной структуре,-о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изготовления структур путем уменьшения влияния непрямолинейности перемещения каретки, оно снабжено светоделительным блоком с коэффициентом деления 2, установленным между расширителем пучка и эталонной структурой, причем выходные оси светоделительного блока параллельны оптической оси расширителя и лежат в плоскости, перпендикулярной штрихам эталонной структуры„ а оборачивающне элементы выполнены в виде телескопических систем с увеличением Г-<1.