Способ изготовления дифракционных оптических элементов на алмазных и алмазоподобных подложках

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для создания сложных дифракционных оптических элементов (ДОЭ) - киноформов, фокусаторов, корректоров и т. д. Сущность изобретения заключается в том, что изготовление дифракционных оптических элементов на алмазных и алмазоподобных подложках заключается в нанесении на подложку каталитической маски и последующем нагреве структуры в среде транспортного газа широкоапертурным потоком излучения с длиной волны, лежащей в окне прозрачности обрабатываемого материала. Предлагаемый способ позволяет достигнуть высокой точности воспроизведения микрорельефа при отсутствии деградации материала подложки. 4 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для создания сложных дифракционных оптических элементов (ДОЭ) - киноформов, фокусаторов, корректоров и т.д.

Известен способ выполнения маркировки на алмазе (патент RU 2102231, MПK B 28 D 5/00, В 23 К 26/00, опубл. БИ 2, 20.01.98), в котором для выполнения маркировки район на маркируемой поверхности облучается лазером с длиной волны 190 - 350 нм и уровнем мощности, достаточным для перевода алмаза в легколетучее или легкорастворимое состояние, причем излучение пропускается через маски и уменьшительную оптику.

Недостатками данного способа являются сложность оборудования, применение ультрафиолетовой силовой оптики, наличие тугоплавких масок и низкая точность процесса из-за взрывного характера воздействия.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ размерной обработки алмаза (а.с. SU 852586, МПК B 28 D 5/00, опубл. БИ 29, 07.08.81), который заключается в растворении последнего в твердом металле или сплаве, из которых изготовлен инструмент-маска, с последующим удалением растворенного углерода из зоны контакта за счет диффузии и транспортного газа-реагента. Процесс происходит в среде Н₂, Н₂О и др., при нагреве в печи при температуре 1100-1250^oС. Процесс отличается точностью воспроизведения размеров.

Однако недостатком этого изобретения является необходимость общего нагрева и подложки (алмаза), и инструмента (маски) в печи, что приводит к деструкции обрабатываемой подложки (алмаза).

Поставлена задача разработать способ изготовления ДОЭ на алмазных и алмазоподобных подложках повышенной точности без общего нагрева обрабатываемой подложки (алмаза).

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления дифракционных оптических элементов на алмазных и алмазоподобных подложках, заключающемся в нанесении на подложку каталитической маски и последующем нагреве структуры в среде транспортного газа, согласно изобретению нагрев осуществляют широкоапертурным потоком излучения с длиной волны, лежащей в окне прозрачности обрабатываемого материала.

Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами.

На фиг.1-3 показан процесс образования микрорельефа ДОЭ в слое алмаза.

На фиг.4 - фрагмент профилограммы микрорельефа ДОЭ.

На фиг.1-3 цифрами обозначено: 1 - подложка, 2 - каталитическая маска, 3 - поток широкоапертурного излучения, 4 - зона обработки.

Способ осуществляют следующим образом. Каталитическую маску наносят, например напылением, на поверхность алмазной подложки (фиг.1). В замкнутый объем, например из кварцевого стекла, подают с небольшим расходом водород и осуществляют инициацию реакции разложения алмаза засветкой широкоапертурным потоком излучения с длиной волны, лежащей в окне прозрачности обрабатываемого материала (фиг.2). В области маскирования происходит поглощение излучения и за счет диффузионных процессов разложившийся материал подложки удаляется транспортным газом (фиг.3). Таким образом получают или бинарный, или, после периодической замены масок, многоградационный микрорельеф ДОЭ (фиг.4). Из-за того, что длина волны излучения лежит в окне прозрачности алмаза, а реакция протекает с применением катализа, достигаются высокая точность воспроизведения микрорельефа и отсутствие деградации материала подложки.

Формула изобретения

Способ изготовления дифракционных оптических элементов на алмазных и алмазоподобных подложках, заключающийся в нанесении на подложку каталитической маски и последующем нагреве структуры в среде транспортного газа, отличающийся тем, что нагрев осуществляют широкоапертурным потоком излучения с длиной волны, лежащей в окне прозрачности обрабатываемого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4