Способ изготовления дифракционных отражающих оптических элементов

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для создания сложных фазовых дифракционных оптических элементов - киноформов, фокусаторов , корректоров и т.д. Способ изготовления дифракционных отражающих оптических элементов основан на формировании ступенчатого рельефа элемента с равной высотой ступенек методом фотолитографии и заключается в том, что ступенчатый рельеф формируют путем напыления на. подложку 1 чередующихся слоев 2 и 3 равной толщины из двух различных материалов, проявляющих способность к селективному травлению, с последующим осуществлением такого травления слоев. Благодаря этому глубина травления получается одинаковой по всей площади элемента, а шероховатость рельефа - близкой к шероховатости исходной подложки. В результате повышается эффективность дифракционных оптических элементов и стабильность процесса их изготовления . 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 В 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4670842/10 (22) 31.03.89 (46) 28.02.91. Бюл. М 8 (71) МГУ им, М.В.Ломоносова и Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам АН СССР (72) А.В.Гончарский, В.М.Мананков, В.Н.Окорков и В,П.Якунин (53) 535.853.31 (088.8) (56) Квантовая электроника, т. 11, 1984, М 1, с. 166.

Opt. Commun. 5. 1972, М 4, р, 232 — 235. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИОННЫК ОТРАЖАЮЩИХ ОПТИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для создания сложных фазовых дифракционных оптических элементов — киноформов, фоку„„Я3„„1631492 А1 саторов, корректоров и т.д. Способ изготовления дифракционных отражающих оптических элементов основан на формировании ступенчатого рельефа элемента с равной высотой ступенек методом фотолитографии и заключается в том,.что ступенчатый рельеф формируют путем напыления на подложку 1 чередующихся слоев 2 и 3 равной толщины из двух различных материалов, проявляющих способность к селективному травлению, с последующим осуществлением такого травления слоев. Благодаря этому глубина травления получается одинаковой по всей площади элемента, а шероховатость рельефа — близкой к шероховатости исходной подложки. В результате повышается эффективность дифракционных оптических элементов и стабильность процесса их изготовления. 4 ил.

1631492

15 ности рельефа

20 и т.п

30 отношении 3;3:20.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для создания сложных фазовых дифракционных элементов — киноформов, фокусаторов, корректоров и т.п., служащих для преобразования монохроматического излучения.

Цель изобретения — увеличение дифракционной эффективности, а также повышение стабильности и воспроизводимости технологического процесса их изготовления, На фиг, I — 4 изображен процесс формированияя ступенчатого профиля штриха (зоны) с одинаковой высотой ступени, Способ изготовления дифракционных отражающих оптических элементов основан на формиоовании ступенчатого рельефа элемента с равной высотой ступенек методом фотолитографии и заключается в том, что ступенчатый рельеф формируют путем напыления на подложку 1 чередующихся слоев 2 и 3 равной толщины из двух различных материалов, проявляющих способность к селективному травлению, с последующим осуществлением селективного травления этих слоев.

При таком селективном травлении происходит сквозное травление каждого слоя 2 и 3 на фиксированную глубину, равную толщине слоя, Способ осуществляют следующим образом, На предварительно оптически отполированную подложку 1 наносят тонкие конструкционные слои 2 и 3 из двух различных материалов с количеством слоев, равным числу ступеней поверхностного рельефа.

Материалы пленок должны удовлетворять следующим требованиям: селективностью по отношению к травителям; близкими коэффициентами термического расширения между собой и подложкой; напряжения в слоях 2 и 3 должны быть противоположного знака; слои должны иметь хорошую адгезию между собой и подложкой 1; Далее в соответствии с топологическим рисунком на фотошаблоне на подложке формируют первую фоторезистивную маску 4 и вытравливают соответствующие ей участки конструкционных слоев. Затем процесс повторяют и раз, где и-количество фотошаблонов для одного элемента, определяемое соотношением N = 2", где N — количество ступеней поверхностного рельефа. В результате проведения и таких этапов формируется рельефно-фазовая структура, которая имеет ступенчатый профиль штриха (зоны) с одинаковой высотой ступеньки по всей площади подложки. При этом неоднородность глубины травления определяется неоднородностью толщины напыленного слоя по площади, которая составляет 1% на диаметре 100 мм, а шероховатость поверхности рельефа практически близка к исходной шероховатости поверхности подложки 1. Тем самым достигается повышение дифракционной эффективности, которая определяется соответствием полученного профиля рельефа расчетному, т.е, ошибками в ширине и глубине ступеней профиля, а также шероховатостью поверхПример. По предлагаемому способу готовят фокусаторы, фокусирующие ответвители на кремниевой и медных подложках с восьмью градациями (ступенями) и co споями типа Cr (CuCr) Cu толщиной 0,94 мкм каждый, В качестве плен кообразующего материала может быть использован также молибден, вольфрам, никель, титан, кремний

Травление проводят в селективных травителях: для меди — . в травителе

НИОз:НзРОз:СНзСООН в соотношении 6:27:70, а.для хрома — Кз {Fe (СЩг,:NaOH:Н20 a coПосле формирования ступенчатого рельефа напыляют защитно-отражающие покрытия (Cu — SI0) из меди и моноокиси кремния.

Полученные фокусаторы имеют энергетическую эффективность = 90%, а фокусирующие ответвители = 95%, Формула изобретения

Способ изготовления дифракционных отражающих оптических элементов, основанный на формировании ступенчатого рельефа элемента с равной высотой ступенек методом фотолитографии, включающим напыление на подложку слоя и последующее травление этого слоя,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения дифракционной эффективности изготавливаемого элемента, а также повышения стабильности и воспроизводимости процесса их изготовления, на подложку напыляют чередующиеся слои равной толщины из двух различных материалов, проявляющих способность к селективному травлению, и осуществляют селективное травление этих слоев.

1631492

Составитель В,Кравченко

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор М,Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 544 Тираж 330 Пбдписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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