Устройство для изготовления периодических структур

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить точность изготовления структуры путем устранения влияния непрямолинейности перемещения каретки. В устр-ве под углом а к выходным осям светоделительного блока 3 размещены плоскопараллельные пластинки 4и 5, установленные и каретке 10. Прошедшие через ппэстиьки 4 и 5 два параллельных пучка направляются отра.жателем 6 на эталонную CTpyovpy 7. В телескопических системах 8, 9 диафрагмы, установленные в фокусе первых линз, отфильтровывают все дифракционные порядки пучков, кроме выбранных . На заготовке 11 со светочувствительным слоем совмещенные пучки образуют интерференционную картину полосы в которой остаются неподвижными относительно поверхности при перемещении каретки 10 в направлении, перпендикулярном осям освещающих пучков. Пластинки 4, 5развернуты в те же стороны, что и оси соответствующих оборачивающих элементов - систем 8, 9. Приведено соотношение, связывающее толщину пластинок 4, 5 и угол а. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик

Q 02 В 2 /42

ГОСУДАРСТ8Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ЛРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЛДЕТЕЛЬСТВУ (2 .) 4056350/10 (22) 18.04,86 (46) 07.12.91, Бюл. М 45 (71) Институт электроники АН БССР . (72) В. А. Пилипович. A. В. Романов и В. Ф.

Ярмолицкий (53) 535.853.31(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1089541, кл. 6 02 В 27/42, 17.03.83.

Авторское свидетельство СССР и 1280561, кл. 6 02 В 27/42, 04,11.85. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУР (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить точность изготовления структуры путем устранения влияния непрямолинейности перемещения каретки. В устр-se под углом ах выходным осям светоделительного блока 3 размещены плоскопараллельные пластинки

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

Целью изобретения является повышение точности изготовления структур путем устранения влияния непрямолинейности перемещения каретки.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит последовательно установленные и оптически связанные источник 1 когерентного излучения, расширитель 2 пучка, светоделительный блок 3, две плоскопараллельные пластинки 4, 5, стра„. 5,„1697040 А1

4 и 5, установлен ныe э каретке 10, Прошедшие через пластинк!и 4 н едва параллельных пучка направляются отражателем 6 на эта: —.= ÿ÷óþ структуру 7. В телескопических системах 8, 9 диафрагмы, установленные в фокусе первых линз, отфильтровывают все дифракционные порядки пучков, кроме выбранных. На заготовке 11 со светочуссгвител ь н ым слоем ".îâìåùåííûå пуч ки образуют интерференционнхю картину. полосы в которой остаются неподвижными относительно поверхности при перемещении каретки 10 в направлении, перпендикулярном осям освещающих пучков. Пластинки 4, 5 развернуты в те же стороны, что и оси соответствующих оборачивающих элементов — систем 8, 9. Приведено соотношение, связывающее толщину пластинок 4, 5 и угол

Q, 1 ил. жатель 6, эталонную структуру 7, оборачива.ощие элементы в виде телескопических систем 8, 9, подвижную каретку 10. Позицией

11 обозначена заготовка со светочувствительным слоем.

Расширитель 2 расположен на пути пучка от источника 1 излучения. За расширителем установлен оптически связанный с ним светоделительный блок 3. Светоделительный блок 3 имеет коэффициент деления 2 и его выходные оси параллельны оптической оси расширителя 2, В выходящих из светоделителя пучках под углом а к его выходным осям установлены плоскопараллельные пластинки 4, 5. толщиной д, которые оаз1 697040 вернуты в те же сгороны, что ., оси опгически связанных с ними, соответствен:и>, телескопических систем 8, 9. Пластинки 4, 5 размещены на каретке i0. угол установки пластинок Q Lil их толщина д связаны cGGT- 5 ношением где n — показатель преломления материала плоскопараллельных пластинок;

m — номер порядков дифракции, в которых установлены аборачивэ ошие элементы;

1 — расстояние межд» эталонной структурой и точкой пересече>гия осей оборачивающих элементов;

А — длина волны излучения; в — пространственная частота эталонной структуры.

Отражатель 6 устаноВлен HB пут1л пучков после пластинок 4, 5 под углом 45О к эталонной структуре f. Сама эталонная структура ориентирована параллельно оптическим осям расширителя 2 и светоделительного блока 3 и размещена на каретк»

10, Каретка 10 установлена с во--. Ож locTblG перемещения в направлении, перпендикулярном ш рихам эталонной структуры 7.

Две телескопические системы 8, 9 имеют увеличение Г < 1 и размещены а симметрлчных порядках дифракции, реализуемой на эта-, лонной структуре 7. Оси гелескопическ гк систем 8, 9 пересека отся В плоское"ги заготовки, которая так>ке установлена на подвижной каре> ке 10.

Устройство раба"Вет -..ëBäólGùè «îápàзом.

Выходящий иэ источ iilKB 1 когерентного излучения пучок расширяется расцллрителем 2 и, и„">ойдя свето . -,ели гельный !>лок 3. разделяется на два параллельных пучка, lcpторые проходят плоскопараллельные пластинки 4, 5 и, отразившись GT отражателя 12, падагот нормально на эталонную структуру

7, B результате дифракции двух освещающих пучков на эталонной структуре за н=й распространяются две группы дифракцнонных порядков. В телескопических системах

8, 9диафрагмами, установленными в фокусе первых линз, Отфильтровыва отсй все ll J рядки, кроме выбранных, Кроме того, телескопические системы сужают пучки и. оборачивают их на 180". После прохождения телескопических систем пучки совмещаются на заготовке i i с Образованием интерференционной каp.гины, П ри перемеьцении каретки 10 с эталонной структурой 7 и заготовкой в направлении, перпендикулярном осям освещающих пучков, полосы в интерференционной картине остаются неподвижными Относительно поверхности и по ее длине формируется периодическая структура.

Представленное выше уравнение, связывающее параметры плоскопараллельных пластинок 4, 5 и конструктивные параметры устройства, соответствует условию такой компенсации, при которой исключается погрешность изготовления, обусловленная непрямолинейностью перемещения, " именно разворотом каретки 10 вокруг оси, параллельной штрихам эталонной структуры 7.

"-liTG достигается путем изменения разности фаз падают,их на эталонную структуру 7 пучков синхронно с разворотом каретки 10

33 счет изменения сптических путей пучков г ри прохождении ими г1лоскопараллельных пластинок 4, 5, Пример конкретного исполнения.

Пусть в качестве источника.1 взят HeNe лазер Л Г-38 (А= 0,63 мкм). Пройдя расширитель 2 с увеличением Г= 6, пучок

l направляется в светоделительный блок 3, представля.ащий собой, например, систему из 3-х отра> .этелей : -,ветоделителя, на выходе которого получ "ют два параллельных пучка равной интенсивности, падающих на плоскопараллельные пластинки 4, 5. Плаrural- ки изготовлены из стекла К8 (Л=1,5) и установлены под углом и = 30, Толщина пластинки д определяется иэ указанного соотношения, Положив и= 5, i. = 55 мм, а -- 50 лин/мм, находим д = 30,95 мм, Пройдя плоскопараллельные пласгинки 4, 5, пучки отражателем 6 направляются на эталонную структуру нормально к ней, За эталонной структу;>ой 7 распространяются две группь, дифракционных порядков, На пути +.5 порядков, угол дифракции которых р3вен 9 установлены телескопические системы 8, 9 с увеличением Г= 1/Г = 1/6, которые обора1 члвают волновые фронты пучков на 180 и сужают выходн,ые пучки, Кроме того, в фокусе первых линз телескопических систем установлены диафрагмы, перекрывающие все порядки., кроме пятых. Диаметр диафрагм .10 мкм. Зы едящие из телескоплческих систем 8, 9 пучки совмещаются на поверхности заготовки i 1 со светочувствительным слоем с об >азованием интерференционной картины. Заготовка 11 располагается непосредственно за телескопическими системами 3, 9 на расстоянии 55 мм от эталонной структуры 7, Эталонная структура и заготовка размещены на каретке 10 прецизионного

1697040 устройства перемещения с аэростатическими направляющими. При перемещении каретки, например, с помощью линейного электродвигателя по длине заготовки формируется структура с пространственной частотой 500 лин/мин, ;оставитель В.Кравченко

Редактор Г.Наджарян Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Заказ 4305 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Устройство для изготовления периодических структур, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник когерентного излучения, расширитель пучка, светоделительный блок с коэффициентом деления 2, выходные оси которого параллельны оптической оси . расширителя, эталонную структуру, размещенную на каретке, которая установлена с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном штрихам эталонной структуры, и оборачивающих элемента, выполненных в виде телескопических систем с увеличением Г < 1 и размещенных в симметричных порядках дифракции эталонной структуры, причем оптические оси оборачивающих элементов пересекаются в плоскости установки заготовки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности изготовления путем устранения влияния непрямолинейности перемещения каретки, оно дополнительно снабжено двумя плоскопараллельными пластинками толщиной д и отражателем, оптически связанными со светоделительным блоком и последовательно установленными между ними и эталонной структурой, причем плоскопа5 раллельные пластинки размещены на каретке и развернуты в те же стороны, что и оси оптически связанных с ними соответствующих оборачивающих элементов, рабочие грани плоскопараллельных пластинок ори10 ентированы под углом а к выходным осям светоделительного блока, отражатель установлен под углом 45 к эталонной структуре, эталонная структура ориентирована параллельно осям расширителя и светоделитель15 ного блока, а толщина пластинок д и а угол связаны соотношением дсоза (1 „2 2 )1/2)

=2/mi L Лш. где и — показатель преломления материала плоскопараллельных пластинок; гп — номер порядков дифракции, в которых установлены оборачивающие элементы;

L — расстояние между эталонной структурой и точкой пересечения осей оборачивающих элементов;

А — длина волны источника излучения; в — пространственная частота эталонной структуры.