Способ изготовления градиентных оптических элементов

(5 ОБ Н ЕЛЬСТ У 1 рдена Трудовоготитут точной ме Мешковс 55735,1979.1,опав РсцУаг япо 2 оу,6-169. С. ПечееН 1 щ1979,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ(71) Ленинградский оКрасного Знамени инсханики и оптики(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРАДИЕНТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающийвведение в полированные заготовкииз пористого стекла солей нитратовиз растворов и последующее спеканиезаготовки, о т л и ч а ю щ и й с ятем,что, с целью упрощения технологического процесса за счет исключения операции вымывания солей, передвведением солей нитратов пористуюзаготовку покрывают фоторезистом,экспонируют фотоспособомэлементы не"обходимых размеров и конфигураций,а затем проявляют фоторезист, образуя окна для введения солей нитратов .1235834 Изобретение относится к оптике,в частности к оптическим элементам,а именно к способу изготовления оптических элементов с градиентом показателя преломления, которые могут 5быть использованы при создании оптических соединителей, разветвителейи т,д,Целью изобретения является упрощение технологического процессаза счет исключения операциивымывания солей,П р и и е р. Для изготовленияоптических элементов с градиентомпоказателя преломления изготавливают образцы из ликвидирующего натрийборосиликатного стекла марки Жа 7 /23(Иа 0 7; ВО 23, 80 - 70 мол.Ж)в виде прямоугольных заготовок размером 20 х 20 х 4 мм, полированных 2 Ос двух сторон, заготовки вьпцелачивают в растворе НС концентрации Зг 1при 50 С в течение 7 сут. При вьпцелачивании происходит растворение окси 25дов натрия и бора, Выщелаченная пористая матрица состоит в основномиз диоксида кремния (94-96 мол 7).Затем заготовку многократно промываютв дистиллированной воде до рН 6-7и медленно в течение суток сушат на ЗОвоздухе при комнатной температуре,а затем при постепенном повышениио,температуры до 120 С, На полированную поверхность высушенных заготовок Время введения соли, с Диаметрлинзы,мм Введеннаясоль Фокусное расстояние, мм Диаметрфокального иаметр окна мас ки, мкм пятна,мкм40 СзИО СзИО СзМО 0,32 10,1 80 120 0,64180 0,53 8,0 17 СзНО++ РЬ(НО) 180 0,35 2,8 40 Иэ представленных в таблице результатов видно, что предлагаемый методом центрифугирования наносятслой фоторезиста. После сушки фотореэист,а заготовку экспонируют и проявляют фоторезист в растворе щелочи.В результате в слое фоторезиста открываются окна 9 40-80 мкм. как этопоказано на чертеже,Для получения профиля микролинэс градиентом показателя преломленияв образовавшиеся окна путем пропиткипористого стекла из водных раствороввводят нитрат цезия или смесь нитратов цезия и свинца, Насьпценныйраствор нитрата цезия вводят при температуре кипения раствора 105 С, асмесь нитратов цезия и свинца, содержащую 170 г нитрата цезия и 170 гнитрата свинца с добавлением 100 млводы при 50 С,Время введения солей-модификаторов в пористую заготовкусоставляет 1-3 мин. После введениясолей образцы заготовок помещают втермостатируемую печь, где происходит разложение натратов до оксидовцезия и свинца при постепенном повышении температуры. Оптимальная скорость подъема температуры 15 С/чдо 650 С. Затем температуру повьппаютдо 850 С и в гечение 30 мин происходит спекание заготовок,Результаты,характеризующие оптические свойства полученньх микролинз, приведены в таблице. способ позволяет получать оптическиеэлементы с градиентом показателя преЭаказ 3055/19 ТИраж 457 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 т, Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, ) ломления. При этом в зависимости от конфигурации окон и режимов введения нитратов получают микролинзы с различными необходимыми параметрами.Экспериментально установлено, что 5 время введения нитратов в зависимости от получаемых оптических элементов составляет от нескольких секунд до 60 мин,От большинства известных способов 1 О аналогичного назначения предлагаемый способ отличается возможностью его использования при создании элементов интегральной оптики, Например, этим способом могут быть созданы волноводы в 15 стеклянной пластине путем локального введения нитратов через полученные окна в. фотореэисте и образования каналов соответственно топологии оптической интегральной схемы с последующим спеканием.Предлагаемый способ имеет широкие технические возможности и прост в осуществлении, так как все его опе-. рации при современном уровне технологии легко, управляемы, в сравнении с известным он характеризуется следующими преимуществами: воэможностью создания локальных оптйческих элементов; использованием групповой технологии; повышением производительности труда.