Способ изготовления дифракционных решеток

 

(i i) 56l922

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТО РСИОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.75 (21) 2093538/10 (51) Ч Кд г б 02В 5/18 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.77. Бюллетень М 22

Дата опубликова11ия описания 20.07.77

Государственный квинте ."аве а Министрав СССР

IIo делам изааретений и открытий (53) УДК 535.853.3 (088.8) (72) Авторы изобретения С. А. Стрежнев, В, В. Куинджи, Е. И. Штырков и И. Б. Хайбуллин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК

Изобретение относится к технологии изготовления оптических элементов.

Известны способы изготовления дифракционных решеток путем нанесения алюминия на полированную подложку из стекла термическим испарением и последующего нарезания штрихов. Для увеличения прочности сцепления слоя металла со стеклянной подложкой на подложку предварительно наносят подслой из вещества, относительно прочно сцепляющегося с материалом подложки, например хрома (1, 2) или титана (3).

Недостатком этого способа является неудовлетворительная прочность сцепления алюминия со стеклянной подложкой, которая приводит к тому, что при нарезании штрихов решеток при давлении на алмазный резец до

300 — 400 кг/ммг слой алюминия QT подложки отслаивается, что приводит к частому браку решеток. Кроме того, нанесение подслоя хрома — операция трудоемкая, не всегда обеспечивающая требуемую прочность сцепления слоя алюминия с подложкой. Она осуществляется в два этапа. Сначала на подложку наносят первый слой хрома в вакууме и последующей чисткой проверяют качество подслоя хрома. Затем наносят также второй слой подслоя хрома в вакууме. Подслой же титана, полученный термическим испарением в вакууме, является достаточно вязким материалом. Даже незначительные капли (брызги) титана, полученные в процессе его испарения, при нарезании штрихов решетки прилипают к алмазному резцу и вызыва1от порчу всех последующих штрихов и всей решетки в целом.

Для увеличения прочности сцепления слоя металла со стеклянной подложкой по предлагаемому спосооу изготовления дпфракционных решеток путем нанесения на стеклянную

10 подложку металла термическим испарением в вакууме и последующего формирования штрихов в слое металла, поверхностный слой подложки перед тсрм111сск11м испарением в вакууме на нее металла бомбардируют быстрыми

15 ионами того же металла.

Бомбардировка ионами металла (алюминия) обеспечивает получение в по"-срхностном слое подложки пз стекла пленки алюминия.

Эта пленка настолько прочно соединена с

20 подложкой из стекла, что ее можно удалить с поверхности подложки только Iпл11фов! Ой и полировкой. Последующее нанесение алюминия позволяет создать монолитный слой, очень прочно связанный со стеклянной подложкой.

25 Дифракционные решетки по предложенному способу изготавливают в следу1ощсй последовательности.

Полированную поверхность подложки решетки из стекла бомбардируют на ионном ус30 корителе Оыстрымн ионами того же металла, 561922

Составитель В. Ванторин

Техред 3. Тараненко

Редактор С. Хейфиц

Корректор А. Степанова

Заказ 1613/1 Изд. Ко 551 Тираж 633 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 например алюминия, что и последующий слой металла алюминия, в котором формируют штрихи решеток. При этом в поверхностном слое стекла подложки образуется слой металла, настолько прочно связанный с подложкой, что его можно удалить с подложки только повторной шлифовкой и полировкой поверхностного слоя стеклянной подложки.

Затем на поверхность стеклянной подложки наносят термическим испарением в вакууме слой металла (алюминия) толщиной, необходимой для нанесения штрихов дифракционной решетки.

В слое алюминия формируют штрихи решетки с помощью прецизионных алм азных резцов на специальных делительных машинах путем пластической деформации в случае большого числа штрихов на 1 мм и вырезанием с пластической деформацией в случае малого числа штрихов на 1 мм.

Пример. Проводили изготовление дифракционных решеток на слоях алюминия.

Слои алюминия толщиной порядка 1 мкм наносили на полированную подложку из стекла, в поверхностном слое (глубина 100,0 нм) которой бомбардировкой быстрыми ионами алюминия (100 кэВ) был внедрен алюминий на ионном ускорителе ИЛУ-3.

В результате получились монолитные слои алюминия, прочно соединенные со стеклянной подложкой. Не наблюдалось отделения слоя алюминия от стеклянной подложки в процессе формирования в нем штрихов решеток. Таким образом, изготовленная решетка была защищена оксидной пленкой путем оксидирования,решетки известным способом в электролите, например 0,5% раствора двухзамещенного фосфорно-кислого аммония. В результате на поверхности решетки была получена прочная (Π— 1 группа прочности) оксидная пленка, которая допускала многократную чистку поверхности решетки ватой со спиртом, ультразвуковую чистку поверхности решетки в жестком режиме, а также многократное полирование.

10 При этом не наблюдалось отслаивание слоя алюминия от поверхности стеклянной подложки и ухудшение внешнего вида решеток.

Формула изобретения

Способ изготовления дифракционных решеток путем нанесения на полированную подложку из стекла слоя металла термическим испарением в вакууме и последующего формирова20 ния штрихов в слое металла, отличающийс я тем, что, с целью увеличения прочности сцепления слоя металла со стеклянной подложкой, поверхностный слой подложки перед термическим испарением на нее металла бом25 бардируют ионами того же металла с энергией, превышающей 1 кэВ.

Источники ни формации, принятые во внимание при экспертизе:

30 1. Журнал «Оптико-механическая промышленность» № 3, 1957, с. 47.

2. Журнал «Оптико-механическая промышленность» № 4, 1957, с. 56, 195.

3. Авторское свидетельство № 239745, кл.

35 G 02В 5/18, 1969 (прототип).