Способ контроля погрешности изготовления дифракционных оптических элементов (доэ)

Авторы патента:

Шиманский Руслан Владимирович (RU)

Полещук Александр Григорьевич (RU)

G02B5/18 - дифракционные решетки

Владельцы патента RU 2587528:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) (RU)

Способ контроля погрешности изготовления дифракционных оптических элементов (ДОЭ) заключается в формировании контрольных окон для нанесения координатных меток, которые выполняют хотя бы из двух групп периодических решеток. Причем первую группу периодических решеток наносят в контрольные окна до начала изготовления дифракционной структуры, а последующие группы периодических решеток наносят одновременно с ее изготовлением. Далее измеряют характеристику контрольных меток в виде взаимного смещения первой группы периодических решеток относительно последующих групп периодических решеток. Технический результат заявляемого изобретения заключается в уменьшении погрешности контроля изготовления дифракционной структуры осевых и внеосевых ДОЭ при осуществлении контроля характеристик координатных меток как в радиальном, так и в угловом направлениях. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим средствам измерения и способам контроля линейных размеров дифракционных оптических элементов (ДОЭ) в процессе изготовления. Изобретение также может быть применено в оптическом приборостроении, в частности при изготовлении высокоточных и крупноразмерных дифракционных оптических элементов, таких как корректоры волнового фронта, дифракционные линзы, фокусаторы, оптические лимбы, шкалы и растры.

Известно техническое решение, реализованное в устройстве для контроля погрешности изготовления ДОЭ (например, шкал), основанном на интерферометрической регистрации карты разности фаз световых волн отраженных и дифрагированных, соответственно, от эталонной пластины и от контролируемой оптической детали, выполненной в виде дифракционной решетки (Патент на полезную модель №: 135116 «Оптическая угловая шкала и система контроля погрешности ее изготовления», МПК G01B 9/02, G01D 5/38, опубликовано 27.11.2013 г.).

Недостатком известного технического решения является большая погрешность контроля изготовления ДОЭ, а также ограниченная номенклатура типов контролируемых ДОЭ, а именно, линейных или скрещенных решеток.

Известно техническое решение, представленное в способе контроля погрешности изготовления ДОЭ (Авторское свидетельство №1670387 «Способ контроля точности изготовления круговых структур», МПК G01B 11/16, опубликовано 15.08.91.), выбранное в качестве прототипа.

Техническое решение включает использование оптической заготовки, содержащей в поверхностном слое координатные метки и дифракционную структуру в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных зон, в процессе изготовления ДОЭ координатные метки наносят на оптическую заготовку с заданными интервалами, после изготовления проводят измерения характеристик координатных меток.

В известном способе изготовление дифракционной структуры осесимметричного ДОЭ и координатных меток, выполненных в виде колец, проводят на вращающейся оптической заготовке с поверхностным слоем (пленка алюминия) путем воздействия на этот слой, например, режущим алмазным инструментом. После окончания изготовления с помощью измерительного микроскопа измеряют расстояние между каждой координатной меткой, выполненной в виде кольца, и началом координат, которое расположено в центре оптической заготовки и сравнивают с заданным расчетным расстоянием.

Недостатком данного технического решения является большая погрешность контроля изготовления дифракционной структуры по положению координатных меток, особенно при изготовлении ДОЭ большого размера в полярной системе координат, а также невозможность контроля погрешности изготовления дифракционной структуры одновременно как в радиальном, так и в угловом направлениях (по двум ортогональным направлениям).

Перед авторами ставилась задача разработать способ уменьшения погрешности контроля при изготовления дифракционной структуры ДОЭ по положению координатных меток как в радиальном, так и в угловом направлениях, при изготовлении ДОЭ в полярной системе координат.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе контроля погрешности изготовления ДОЭ, включающем использование оптической заготовки, содержащей в поверхностном слое координатные метки и дифракционную структуру в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных зон, координатные метки наносят на оптическую заготовку с заданными интервалами в процессе изготовления ДОЭ, после изготовления проводят измерение характеристик координатных меток, кроме того, дополнительно на оптической заготовке формируют контрольные окна без дифракционной структуры для нанесения координатных меток, а каждую координатную метку выполняют состоящей хотя бы из двух групп периодических решеток, причем первую группу периодических решеток наносят в контрольные окна до начала изготовления дифракционной структуры, а последующие группы периодических решеток наносят одновременно с изготовлением ДОЭ сразу же после окончания нанесения первой группы периодических решеток во всех координатных метках, а после окончания процесса изготовления ДОЭ измеряют характеристику контрольных меток в виде взаимного смещения первой группы периодических решеток относительно последующих групп периодических решеток, причем координатные метки наносятся попарно, а направления периодических решеток в них ортогональны, при этом погрешность изготовления ДОЭ определяют в каждой координатной метке по взаимному смещению первой группы периодических решеток относительно последующих групп периодических решеток по формулам

W_x=KλS_x/T_x

W_y=KλS_y/T_y,

где W_x и W_y - соответственно, погрешности изготовления ДОЭ по двум ортогональным направлениям, K - номер порядка дифракции света, λ - длина волны света, S_y и S_x - смещение двух групп периодических решеток в паре координатных меток, Т_х и T_y - периоды дифракционной структуры в области координатной метки, далее смещение двух групп периодических решеток в каждой паре координатных меток определяют по их сглаженным изображениям методом расшифровки интерферограмм.

Технический эффект заявляемого изобретения заключается в уменьшении погрешности контроля при изготовления дифракционной структуры ДОЭ по двум ортогональным направлениям и, следовательно, в увеличении точности и достоверности формирования с помощью ДОЭ асферических волновых фронтов для контроля асферической оптики.

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая работу заявляемого способа контроля погрешности изготовления дифракционных оптических элементов, где 1 - оптическая заготовка, 2 - ось вращения оптической заготовки, 3 - контрольное окно, 4 - дифракционная структура, 5 - координатная метка.

На фиг. 2 представлена координатная метка с двумя группами периодических решеток при отсутствии смещения, где 6 - первая группа периодических решеток, 7 - последующая группа периодических решеток.

На фиг. 3 представлена координатная метка с двумя группами периодических решеток при наличии смещения, где 6 - первая группа периодических решеток, 7 - последующая группа периодических решеток.

На фиг. 4 представлены две координатные метки с двумя группами периодических решеток при отсутствии смещения, где 6 - первая группа периодических решеток, 7 - последующая группа периодических решеток.

На фиг. 5 представлены две координатные метки с двумя группами периодических решеток при наличии смещения, где 6 - первая группа периодических решеток, 7 - последующая группа периодических решеток.

На фиг. 6 приведен пример полученных экспериментально изображений координатной метки с двумя группами периодических решеток, (а) изображение координатной метки, где 8 - изображение, нанесенное на оптическую заготовку, первой группы периодических решеток, 9 - изображение, нанесенное на оптическую заготовку, последующей группы периодических решеток, (б) сглаженное изображение, где 10 - сглаженное изображение, нанесенное на оптическую заготовку, первой группы периодических решеток, 11 - сглаженное изображение, нанесенное на оптическую заготовку, последующей группы периодических решеток, (в) результат трассировки хребтовыми линиями, где 12 -трассированное изображение нанесенной первой группы периодических решеток, 13 - трассированное изображение нанесенной последующей группы периодических решеток, 14 - хребтовые линии, полученные методом трассирования.

На фиг. 7 приведен пример полутоновой карты координатной метки, полученной методом расшифровки интерферограмм (а), и график сечения полутоновой карты (б), где (а) 15 - сечение, 16 - несколько сечений полутоновой карты для получения усреднения, 17 - график, характеризующий погрешность изготовления ДОЭ (б) в данной координатной метке.

На фиг. 8 приведен пример зависимости погрешности изготовления ДОЭ от величины перемещения записывающего лазерного пучка по оптической заготовке, где 18 - график погрешности.

Процесс изготовления дифракционных оптических элементов (ДОЭ) включает два основных этапа: нанесение дифракционной структуры и контроль погрешностей изготовления. Изготовление ДОЭ осуществляют с помощью устройства лазерной записи в полярной системе координат (например, патент РФ №2540065 «Способ изготовления дифракционного оптического элемента (ДОЭ)» / Авторы: Полещук А.Г., Корольков В.П., Шиманский Р.В., Черкашин В.В. - Опубл. 27.01.2015). Оптическая заготовка 1 приводится в непрерывное вращение, а записывающий лазерный пучок перемещается по поверхности оптической заготовки 1 вдоль оси X (в радиальном направлении оптической заготовки), например, от внешней границы оптической заготовки 1 к оси вращения 2 оптической заготовки, как показано на фиг. 1. За счет вращения оптической заготовки 1 осуществляется перемещение записывающего лазерного пучка в угловом направлении φ. Центр записывающего лазерного пучка совмещается перед началом изготовления ДОЭ с началом координат Х=0 и Y=0 и осью вращения 2 оптической заготовки. Величина перемещения записывающего лазерного пучка вдоль координат X и Y непрерывно контролируется измерительным устройством, например, лазерным интерферометром, входящим в состав устройства лазерной записи.

Процесс изготовления ДОЭ, состоящего из дифракционной структуры 4 в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных зон (выполненных, например, из хрома) и координатных меток 5, основан на экспонировании локального участка светочувствительного поверхностного слоя оптической заготовки 1 сфокусированным лазерным пучком. В процессе изготовления на оптической заготовке 1 формируют контрольные окна 3 без дифракционной структуры 4. Координатные метки 5 наносят в контрольные окна 3, которые располагаются на поверхности оптической заготовки 1 с заданными интервалами С, например, вдоль координаты X (по радиусу оптической заготовки), как показано на фиг.1. Величина интервала С выбирается в диапазоне С=0.5÷5 мм в зависимости от параметров устройства лазерной записи.

Согласно заявляемому способу, каждая координатная метка 5 выполняется хотя бы в виде двух групп периодических решеток (фиг. 2). Период штрихов периодических решеток Τ выбирается в диапазоне 1.5÷5 мкм. Первая группа периодических решеток, например 6, наносится до начала изготовления дифракционной структуры 4. Размер первой группы периодических решеток 6 выбирается так, чтобы время нанесения было небольшим, и, следовательно, дрейф координаты записывающего лазерного пучка заведомо отсутствовал или был мал. Например, если размер координатной метки 5 составляет h=30×30 мкм, то при скорости вращения оптической заготовки 1 n=20 об/сек и шаге перемещения записывающего лазерного пучка s=0.5 мкм, время нанесения координатной метки 5 составит около t₁=3 сек, а всей линейки, состоящей, например, из 10 координатных меток, составит около t₂=30 сек. При характерной величине температурного дрейфа устройства лазерной записи около 1 мкм за 2.5 часа работы, величина дрейфа за время t₂ нанесения линейки будет менее 3 нм, что много меньше шага перемещения s. Таким образом можно считать, что все первые группы периодических решеток в координатных метках нанесены без погрешностей.

Так как процесс изготовления ДОЭ осуществляется в полярной системе координат, то штрихи групп периодических решеток 6 и 7, которые ориентированы вдоль траектории движения сфокусированного лазерного пучка, представляют собой отрезки дуг. Однако, если выполняется условие C>>h, то штрихи имеют вид коротких прямых отрезков вдоль оси Y, как показано на Фиг. 1.

Последующая группа (например, вторая) периодических решеток, например 7 (фиг. 2), наносится одновременно с нанесением дифракционной структуры 4 ДОЭ. Этот процесс нанесения начинается сразу после окончания нанесения первой группы периодических решеток 6 во всех координатных метках 5. В области координатных меток 5 дифракционная структура 4 отсутствует. Так как размер h координатных меток 5 мал, они не вносят искажений в работу изготовленных ДОЭ.

Время нанесения дифракционной структуры 4 ДОЭ составляет несколько часов. При нормальной работе устройства лазерной записи температурный дрейф корректируется и смещение между первой группой периодических решеток 6 и последующей группой периодических решеток 7 отсутствует или мало. Однако из-за погрешностей работы устройства лазерной записи, возможно возникновение температурного дрейфа как по оси координат X, так и по оси Y. При этом между первой группой периодических решеток 6 и последующей группой периодических решеток 7, расположенных вдоль оси X, возникает смещение S_x, как показано на фиг. 3. Так как штрихи периодических решеток 6 и 7 ориентированы вдоль оси Y, смещение S_x характеризует величину дрейфа вдоль координаты X.

Для того чтобы одновременно регистрировать погрешность изготовления ДОЭ как по координате X, так и по координате Y, координатные метки 5 наносятся попарно, а направления штрихов периодических решеток в них ортогональны, как показано на фиг. 4.

Погрешность изготовления ДОЭ определяют в каждой координатной метке 5 по взаимному смещению первой группы периодических решеток 6 относительно последующих групп периодических решеток 7 по формулам

где W_x и W_y - соответственно, погрешности изготовления ДОЭ по двум ортогональным направлениям, K - номер порядка дифракции света, λ - длина волны света, S_y и S_x - смещение групп периодических решеток в паре координатных меток, T_x и T_y - периоды дифракционной структуры.

Величины W_x и W_y вычисляются в области каждой координатной метки 5 и характеризуют искажения волнового фронта, дифрагированного на ДОЭ. Величина этих искажений определяет пригодность данного ДОЭ, например, для контроля асферической оптики.

Координатная метка 5 может быть выполнена в виде трех групп (фиг. 5) периодических решеток. В этом случае вначале наносится, например, первая группа периодических решеток 6, а затем последующая группа периодических решеток 7, которая состоит из двух групп периодических решеток, расположенных симметрично относительно первой группы периодических решеток 6. Симметричное расположение первой группы периодических решеток 6 и последующей группы периодических решеток 7 позволяет увеличить точность измерения смещения, так как штрихи групп периодических решеток 6 и 7 образуют бисектор.

Группы периодических решеток (фиг. 2 - фиг. 5) в координатных метках 5 выглядят как интерферограммы, где изображения штрихов могут быть представлены как интерференционные полосы. При этом смещение S_x между группами периодических решеток (фиг. 3) интерпретируется как смещение интерференционных полос. Смещение двух групп периодических решеток и, соответственно, интерференционных полос, в каждой паре координатных меток 5 определяют по их сглаженным изображениям методом расшифровки интерферограмм с использованием программы, например, ZEBRA (В.К. Кириловский. Оптические измерения. Часть 5. Аберрации и качество изображения. Спб ГУ ИТМО. 2006. - 107 С. http://aco.ifmo.ru/upload/publications/bookopt_mes_part5.pdf), или аналогичной. Полученный результат измерения непосредственно соответствует формуле (1) при K=1.

В качестве примера на фиг. 6а приведено изображение координатной метки (микроскоп C. Zeiss с видеокамерой 3072×2048 пикселей) с периодом Т=3 мкм, ее сглаженное изображение (фиг. 6б) и результат трассировки хребтовыми линиями 14 (фиг. 6в), полученный с помощью программы расшифровки интерферограмм POINT (см. В.Г. Максимов, В.А. Тартаковский, С.А. Чудинов. Программный комплекс для обработки интерференционных измерений / Международная конференция Интерэкспо Гео-Сибирь, Новосибирск 2013. - №3. - том 5. - C. 1-6, http://geosiberia-2013.ssqa.ru/events/conference-5/sekcia-5-2). На фиг. 7а приведен пример построения полутоновой карты с помощью программы расшифровки интерферограмм, в которой уровни серого отображают величину смещения интерференционных полос в этой координатной метке. График 17 поперечного сечения 15 полутоновой карты показан на фиг. 7б. Величина смещения определяется по графику 17, характеризующему погрешность изготовления ДОЭ в данной координатной метке как S=0.4T. В данном примере при Т=3 мкм смещение, обусловленное погрешностью изготовления ДОЭ, составляет S=1.2 мкм. Для уменьшения погрешности измерения и устранения случайных шумов проводится усреднение полутоновой карты по нескольким сечениям 16 полутоновой карты для получения усреднения.

На фиг. 8 приведен пример зависимости погрешности изготовления осесимметричного ДОЭ диаметром 100 мм от величины перемещения записывающего лазерного пучка по оптической заготовке, вдоль оси координат X изготавливаемого ДОЭ. Координатные метки наносились с интервалом С=2.5 мм. Их координаты вдоль оси X отмечены на фиг. 8 кружками. График погрешности 18 показывает, что, начиная с величины перемещения (координаты) 35 мм, скорость дрейфа значительно увеличилась.

Программы расшифровки интерферограмм имеют собственную погрешность измерения смещения интерференционных полос 0.01λ-0.001λ. Таким образом, при Т=2 мкм, K=1, λ~633 нм, минимальная обнаруживаемая погрешность, как следует из выражения (1), будет равна W_x=W_y=(0.01-0.001)λ или 0.6-6 нм, что значительно меньше, чем погрешность измерения смещения, выполненная с помощью измерительного микроскопа.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает высокоточный контроль погрешности изготовления дифракционной структуры ДОЭ одновременно по двум координатам. Это позволяет повысить точность и достоверность формирования асферических волновых фронтов с помощью ДОЭ, предназначенных для контроля формы асферической оптики, в том числе внеосевых сегментов, цилиндров, торических линз, поверхностей свободной формы и т.п.

1. Способ контроля погрешности изготовления дифракционных оптических элементов (ДОЭ), включающий использование оптической заготовки, содержащей в поверхностном слое координатные метки и дифракционную структуру в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных зон, в процессе изготовления ДОЭ координатные метки наносят на оптическую заготовку с заданными интервалами, после изготовления проводят измерения характеристик координатных меток, отличающийся тем, что дополнительно на оптической заготовке формируют контрольные окна без дифракционной структуры для нанесения координатных меток, каждую координатную метку выполняют состоящей хотя бы из двух групп периодических решеток, причем первую группу периодических решеток наносят в контрольные окна до начала изготовления дифракционной структуры, а последующие группы периодических решеток наносят одновременно с изготовлением ДОЭ и сразу же после окончания нанесения первой группы периодических решеток во всех координатных метках, после окончания процесса изготовления ДОЭ измеряют характеристику контрольных меток в виде взаимного смещения первой группы периодических решеток относительно последующих групп периодических решеток.

2. Способ контроля погрешности изготовления дифракционных оптических элементов по п. 1, отличающийся тем, что координатные метки наносят попарно, а направления периодических решеток в них ортогональны.

3. Способ контроля погрешности изготовления дифракционных оптических элементов по п. 1, отличающийся тем, что погрешность изготовления ДОЭ определяют в каждой координатной метке по взаимному смещению первой группы периодических решеток относительно последующих групп периодических решеток по формулам:
W_x=KλS_x/T_x
W_y=KλS_y/T_y,
где W_x и W_y - соответственно, погрешности изготовления ДОЭ по двум ортогональным направлениям, K - номер порядка дифракции света, λ - длина волны света, S_y и S_x - смещение двух групп периодических решеток в паре координатных меток, Т_x и Т_y - периоды дифракционной структуры в области координатной метки.

4. Способ контроля погрешности изготовления дифракционных оптических элементов по любому из пп. 2 и 3, отличающийся тем, что смещение двух групп периодических решеток в каждой паре координатных меток определяют по их сглаженным изображениям методом расшифровки интерферограмм.

Защитный элемент для защищенных от подделки бумаг, ценных документов или других носителей данных имеет подложку, которая в поверхностной области содержит оптически переменный поверхностный узор, который при различном направлении освещения и/или рассмотрения создает различные изображения.

Способ определения пространственного положения объектов и устройство для его осуществления // 2580908

Способ определения пространственного положения объектов обеспечивает облучение объекта через двумерную дифракционную решетку, что обеспечивает образование матрицы смежных оптических каналов.

Защитный оптический компонент с эффектом пропускания, изготовление такого компонента и защищенный документ, оснащенный таким компонентом // 2575342

Изобретение относится к вариантам защитного оптического компонента с плазмонным эффектом, предназначенного для наблюдения при пропускании. Компонент содержит: два слоя из прозрачного диэлектрического материала, металлический слой, расположенный между упомянутыми слоями из прозрачного диэлектрического материала с образованием двух диэлектрических границ раздела диэлектрик-металл и структурированный для образования, по меньшей мере, на части его поверхности волнообразных элементов, выполненных с возможностью связывания поверхностных плазмонных мод, поддерживаемых упомянутыми границами раздела диэлектрик-металл, с падающей световой волной.

Оптически изменяющийся элемент, прежде всего защитный элемент // 2571447

Защитный элемент содержит прозрачный несущий слой и частично прозрачный отражающий слой, который выполнен на несущем слое. Также элемент содержит прозрачный заполняющий слой, который выполнен на отражающем слое.

Оптический аутентификационный компонент и способ изготовления упомянутого компонента // 2571168

Оптический аутентификационный компонент, видимый при отражении, содержит рельефную структуру, выполненную на подложке с показателем преломления n0, тонкий слой с толщиной от 50 до 150 нм из диэлектрического материала с показателем преломления n1, отличным от n0, нанесенный на рельефную структуру, и слой из материала с показателем преломления n2, близким к n0, инкапсулирующий структуру, покрытую тонким слоем.

Способ изготовления дифракционной решетки на полимерной основе // 2566371

Изобретение относится к способу изготовления дифракционных решеток для видимого диапазона, выполненных на основе полимерных материалов. Способ включает в себя формирование заданной дифракционной периодической микроструктуры на полимерной подложке за счёт имплантации ионов металла с энергией 4-1200 кэВ, дозой облучения, которая обеспечивает концентрацию вводимых атомов металла 2.5·1020 - 6.5·1022 атомов/см3 в облучаемой подложке.

Дифракционная решетка на полимерной основе // 2561197

Изобретение относится к дифракционной решетке для видимого диапазона, выполненной на основе полимерных материалов. Дифракционная решетка содержит подложку, выполненную из полимерного материала с дифракционной периодической микроструктурой.

Способ изготовления дифракционной решетки // 2544873

Изобретение относится к оптике. Способ изготовления дифракционной решетки заключается в формировании на поверхности исходной подложки элементов заданной структуры дифракционной решетки путем ионной имплантации через поверхностную маску, при этом имплантацию осуществляют ионами металла с энергией 5-1100 кэВ, дозой облучения, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке 3·1020-6·1022 атомов/см3, плотностью тока ионного пучка 2·1012-1·1014 ион/см2с в оптически прозрачную диэлектрическую или полупроводниковую подложку.

Наклонные дифракционные решетки и способ изготовления наклонных дифракционных решеток // 2544390

Настоящее изобретение относится к формированию фазово-контрастного изображения, которым визуализируют фазовую информацию когерентного излучения, проходящего через сканируемый объект.

Дифракционная решетка // 2541495

Изобретение может быть использовано, в том числе, для введения в тонкопленочные волноводы лазерного излучения или фильтрации в волноводе оптического сигнала, для исследования и контроля напряжений деформаций тонкого слоя на поверхности твердого тела методом муаровых картин, как тонкопленочный температурный сенсор при постоянном или импульсном режиме нагрева материалов в агрессивных средах.

Элемент отображения, фольга переноса и изделие с элементом отображения // 2589518

Элемент отображения содержит слои и множество пикселов. При этом множество пикселов содержит слой формирования рельефной структуры, включающий в себя первую область, сформированную посредством множества углублений или выступов и включающую в себя, по меньшей мере, одну подобласть, выполненную с возможностью отображать цвет, и вторую область. При этом элемент отображения отображает позитивное изображение на основе распределения первой области в состоянии, в котором элемент отображения наблюдается в упомянутом направлении под углом, и отображает негативное изображение на основе распределения второй области в состоянии, в котором элемент отображения наблюдается с использованием пропускаемого света. Технический результат - повышение защиты от подделок. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 28 ил.

Сканирующий дифракционный полихроматор // 2589748

Сканирующий дифракционный полихроматор содержит входную щель, вогнутую дифракционную решетку, вогнутое сферическое зеркало и многоэлементный приемник излучения. При этом дифракционная решетка выполнена с переменным шагом, коэффициент которого связан с начальным и конечным значениями углов падения на решетку. Технический результат - повышение спектрального разрешения полихроматора. 1 ил., 1 пр.

Устройство задней подсветки и его варианты осуществления // 2592147

Устройство задней подсветки содержит источник света, коллиматор, расширитель пучка, один дефлектор пучка, волновод с элементом ввода и элементом вывода. Источник света выполнен в виде лазера. Коллиматор выполнен с возможностью коллимации светового пучка, излученного источником света. Расширитель пучка выполнен с возможностью изменения размера светового пучка после упомянутой коллимации. Дефлектор пучка выполнен с возможностью отклонения светового пучка после упомянутого изменения размера. Элемент ввода и элемент вывода расположены на разных торцевых или боковых поверхностях волновода или на одной и той же торцевой или боковой поверхности волновода. Элемент ввода выполнен с возможностью ввода светового пучка, падающего на него, в волновод, в котором свет распространяется вследствие полного внутреннего отражения. Элемент вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода светового пучка из волновода в направлении объекта, подлежащего освещению. Технический результат заключается в повышении однородности выходящего из устройства задней подсветки света. 2 н. и 50 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ и устройство для создания цветных картин с использованием дифракционной решетки // 2593618

Способ получения цветного изображения с помощью дифракционной решетки при воздействии света включает в себя создание на поверхности твердого тела массива дифракционной решетки в течение процесса микроструктурирования посредством воздействия лазера. Излучение лазера является излучением лазерной установки в наносекундном или пикосекундном диапазоне. Каждый массив дифракционной решетки состоит из подобластей, продольные размеры которых имеют значение, меньшее, чем разрешающая способность человеческого глаза. Каждая подобласть содержит, по крайней мере, один пиксель. Указанный один пиксель обеспечивает получение отдельного спектрального цвета. При этом способ дополнительно содержит этап анализа указанной поверхности твердого тела для получения на этой поверхности решетчатой формы, причем перед созданием дифракционной решетчатой поверхности поверхность твердого тела регулируют с учетом полученных требований к форме тела. Технический результат заключается в создании изображения с большой эффективностью и большей яркостью. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ изготовления дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния // 2593912

Способ изготовления дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния включает в себя формирование заданной дифракционной периодической микроструктуры с помощью имплантации ионами благородных или переходных металлов через поверхностную маску, с энергией 5-100 кэВ. При этом доза облучения обеспечивает концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке кремния 2.5·1020-6.5·1023 атомов/см3. Плотностью тока ионного пучка 2·1012-1·1014 ион/(см2·с) при температуре подложки во время облучения 15-450°C. Технический результат заключается в обеспечении возможности изготовления дифракционных периодических микроструктур на основе пористого кремния с наночастицами различных металлов в вакууме. 20 ил.

Дифракционная периодическая микроструктура на основе пористого кремния // 2597801

Изобретение относится к устройствам дифракционных периодических микроструктур для видимого диапазона, выполненным на основе пористого кремния. Техническим результатом изобретения является создание дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния с различными металлосодержащими наночастицами. В дифракционной периодической микроструктуре на основе пористого кремния, содержащей подложку, выполненную из монокристаллического кремния с дифракционной периодической микроструктурой, сформированная дифракционная периодическая микроструктура на основе пористого кремния содержит ионно-синтезированные металлосодержащие наночастицы, диспергированные в приповерхностной области подложки на толщине слоя от 10 до 200 нм при концентрации металла 2.5·1020-6.5·1023 атомов/см3. 20 ил.

Способ изготовления дифракционных оптических элементов // 2601391

Способ изготовления дифракционных оптических элементов включает в себя лазерную обработку тонкопленочных слоев металла, напыленных на подложку из прозрачного материала. При этом фазовый рельеф дифракционного оптического элемента формируют путем окисления тонкопленочного слоя металла в среде кислорода сканирующим лазерным излучением с образованием прозрачного оксида металла. Технический результат заключается в обеспечении изготовления ДОЭ с повышенной эффективностью и точностью микрорельефа произвольной топологии. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Оптическая система, демонстрирующая повышенную устойчивость к внешнему воздействию, отрицательно влияющему на оптические свойства // 2602487

Система для проецирования одного или нескольких синтетических оптических изображений включает одну или несколько структур пиктограмм изображений; и одну или несколько полностью включенных структур фокусирующих элементов пиктограмм изображений. При этом одна или несколько структур фокусирующих элементов пиктограмм изображений расположены относительно одной или нескольких структур пиктограмм изображений таким образом, что, по меньшей мере, часть фокусирующих элементов пиктограмм изображений формирует, по меньшей мере, одно синтетическое изображение, по меньшей мере, части пиктограмм изображений. Фокусное(ые) расстояние(я) фокусирующих элементов в системе является(ются) неизменным(и) за счет полного включения - инкапсуляции - обеспечивающих фокусировку поверхностей раздела в систему. При этом пиктограммы изображений являются покрытыми и/или заполненными пустотами или углублениями, образованными на подкладке или внутри нее. Технический результат заключается в устранении дефокусировки фокусирующих элементов, которые проецируют защитное синтетическое изображение, вызванной соприкосновением каких-либо других прозрачных материалов или слоев с указанными элементами. 8 н. и 55 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ изготовления дифракционной решетки // 2615020

Способ изготовления дифракционной решетки включает в себя вакуумное нанесение алюминиевого покрытия и формирование штрихов треугольного микропрофиля алмазным резцом делительной машины. Дополнительно дифракционную решетку помещают в вакуумную камеру для ионно-лучевого травления, при котором производят коррекцию треугольного микропрофиля штрихов путем удаления «навала» на нерабочей грани штриха путем направленного воздействия ионного потока инертного газа на поверхностный микропрофиль. Технический результат: повышение дифракционной эффективности и снижение уровня паразитного рассеянного света. 2 ил.

Дифракционное устройство // 2624661

Изобретение относится к оптике, а именно к дифракционному устройству, имеющему нарезную решетку с отражательной поверхностью, и может быть использовано, преимущественно, в качестве оптического элемента в мощных лазерных системах для селективного усиления генерируемого излучения. Сущность изобретения заключается в том, что дифракционное устройство содержит дифракционную решетку, состоящую из подложки и отражающего покрытия с рельефом в виде штрихов, а также систему термоэлектрического охлаждения дифракционной решетки, установленную на нерабочей поверхности подложки. Система термоэлектрического охлаждения дифракционной решетки состоит из центрального термоэлектрического модуля и периферийных термоэлектрических модулей, мозаично расположенных на нерабочей поверхности подложки, при этом холодильная мощность центрального термоэлектрического модуля выше холодильной мощности каждого периферийного термоэлектрического модуля. Технический результат заключается в исключении искажения волнового фронта отраженного излучения за счет обеспечения компенсации температурного расширения материала подложки дифракционной решетки и максимального сохранения плоскостности ее поверхности, а также в увеличении габаритных размеров дифракционной решетки для достижения с ее помощью более высоких мощностей генерируемого лазерного излучения. 2 ил.