Устройство для изготовления периодических структур

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 02 В 27/42 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,131ЫГВГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ;71) Институт электроники АН БССР (72) В.А.Пилипович, А.В,Романов, В.Ф.Ярмолицкий и А.И.Богданович (53) 535,853.31 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 1089541, кл. С 02 В 27/42, 1983.Авторское свидетельство СССР В 1216756, кл. С 02 В 27/42, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУР(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению. Цель изобретения - повышение точности изготовления структур путем уменьшения влияния непрямолинейности перемещения каретки. В устройстве между расширителем 2 пучка и эталонной структурой 4 установлен светоделительныи блок3, разделяющий пучок когерентного излучения источника 1, прошедший черезрасширитель 2, на два параллельныхпучка. Диафрагмы оборачивающих элементов, выполненных в виде телескопических систем с увеличением Г1,отфильтровывают все дифракционные порядки, распространяющиеся за эталонной структурой 4 в результате дифракции двух параллельных пучков на ней,кроме выбранных, На заготовке 8 пучки, совмещаясь, образуют интерференционную картину, полосы в которой остаются неподвижными при перемещениикаретки 7 с эталонной структурой 4и заготовкой перпендикулярно осямосвещающих пучков. По длине заготовки формируется периодическая структура. 1 ил.128056Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти применение, например, для изготовления шаблонов шкал и дифракционных решеток. 5Целью изобретения является повышение точности изготовления структур путем уменьшения влияния непрямолинейности перемещения каретки.На чертеже представлена оптическая схема устройства.Устройство содержит последовательно установленные и оптически связанные источник 1 когерентного излуче" ния, расширитель 2 пучка, светоделительный блок 3, эталонную структуру 4 и два оборачивающих элемента 5 и 6, размещенных в симметричных порядках дифракции, реализуемой на эталонной структуре 4, и выполненных в виде телескопических систем с увеличением Г1. Светоделительный блок 3 имеет коэффициент деления 2. Его выходные оси параллельны оптичес кой оси расширителя 2 и лежат в плоскости, перпендикулярной штрихам эталонной структуры 4, которая, в свою очередь, ориентирована по нормали к указанным осям и размещена на 30 каретке 7. Каретка 7 установлена с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном штрихам эталонной структуры 4. Оси элементов 5 и 6 пересекаются в плоскости заготовки 8, которая также установлена на подвижной каретке 7.Устройство работает следующим образомВыходящий иэ источника 1 когерентного излучения пучок расширяется системой 2 и, пройдя светоделительный блок 3, разделяется на два параллельных пучка, падающих нормально на эталонную структуру 4. В результате 45 дифракции двух освещающих пучков на эталонной структуре эа ней распространяются две группы дифракционных .порядков. В телескопических системах 5 и 6 диафрагмами, установленными в фокусе первых линз, отфнльтровыва" ются все порядки, кроме выбранных. Кроме того, телескопические системы сужают пучки и оборачивают их нао180 . После прохождения телескопических систем пучки совмещаются на заготовке 8 с образованием интерференционной картины. При перемещении каретки 7 с эталонной структурой 4 и заготовкой в направлении, перпендикулярном осям освещающих пучков, полосы в интерференционной картине остаются неподвижными относительно поверхности и по ее длине формируется периодическая структура.Например, пусть в качестве источникавзят Не-Не-лазер ЛГ(,щ 0,6328 мкм) с диаметром выходного пучка 3 мм. Пройдя расширитель 2 с увеличением Г щ 8, пучок диаметром 24 мм направляется в светоделнтельный блок 3, на выходе которогополучают два параллельных пучка равной интенсивности, падающих нормально на эталонную структуру с периодом10 мкм. Расстояние между осямк пучков вдоль структуры равно 45 мм. За эталонной структурой 4 распространяются две группы дифракционных порядков. На пути + 5 порядков, угол диф 0ракции которых равен 18 , установлены телескопические системы 5,6 с1увеличением Г щ 1/Г1/8. Фокусаюе расстояния первой и второй линз те" лескопических систем 40 и 5 мм, диаметры 35 и 6 мм соответственнд, Телескопические системы оборачиваютофронты пучков на 180 и сужают выходные. пучки до диаметра 3 мм. Кро" ме того, в фокусе первых линз телескопических систем установлены диафрагмы, перекрывающие все порядки, кроме пятых. Диаметр дкафрагм 10 мкм. Выходящие из телескопических систем 5 и 6 пучки совмещаются на поверхности заготовки 8 со светочувствительным слоем с образованием интерференционной картины. Заготовка располагается непосредственно эа телескопическими системами на расстоянии 55 мм от эталонной структуры. Это расстояние определяется габаритами телескопических систем " фокусным расстоянием линз и их диаметром.Эталонная структура и образец установлены на каретке прецизионного устройства перемещения с аэростаткческими направляющими. При перемещении каретки, например, с помощью линейного электродвигателя по длине заготовки формируется структура с периодом 1 мкм.Расширение освещающих пучков нпоследующее оборачнванне фронта дифрагировавших пучков на 180 поэволяет увеличить однородность дифракционной эффективности и, кроме того,1280561 Составитель В.КравченкоТехред Н.Глущенко Корректор Л.Пилипенко Редактор И.Рыбченко Тираж 501 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Мосхва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Заказ 7063/51 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 уменьшить случайную погрешность положения штрихов изготавливаемой структуры. Это связано с тем, что искажения волновых фронтов дифрагировавших пучков, обусловленные случайными погрешностями эталонной структуры, перемещаются в направлении,противоположном перемещению заготовки, что приводит к усреднению положения штрихов на ней. ЮВ известном устройстве расширение освещающего пучка с целью уменьшения случайной погрешности положения штрихов приводит к необходимости увеличения расстояния между эталонной структурой и образцом для пространственного разделения дифрагировавших пучков. При равных параметрах эталонной структуры и освещающего пучка в известном устройстве указанное расстояние превышает 160 мм при 55 мм в предлагаемом устройстве. В то же время можно показать, что погрешность, совмещения группы штрихов, обусловленная разворотом каретки при ее перемещении, пропорциональна укаэанному расстоянию, Следовательно, точность изготовления периодических структур при использовании предлагаемого устройства возрастает в 3 ра за.Выполнение оборачивающих элементов с Г 4 1 позволяет уменьшить расстояние между эталонной структурой и заготовкой. Кроме того, сужение пучков, осуществляемое телескопическими системами, ослабляет требования к точности юстировки оптической схемы устройства и повьаает дифракционную эффективность изготавливаемой структуры. Введение светоделительного блока, расположенного между расширителем и эталонной структурой,помимо уменьшения расстояниямеждуструктурой и заготовкой позволяетисключить четыре отражателя, используемые в известном устройстве для юстировки дифрагировавших пучков, таккак при нормальном падении освещающих пучков на структуру условиеидеальной юстировкн выполняется автоматически самой структурой. Приэтом повышается внброзащищенностьустройства, его надежность, устойчивость к изменению внешних условий. Формула изобретения Устройство для изготовления периодических структур, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник когерентного излучения, расширитель пучка, эталонную структуру, ориентированную по нормали к оптической оси расширителя и размещенную на каретке, которая установлена с воэможностью перемещения в направлении, перпендикулярном штрихам эталонной структуры, и два оббрачивающих элемента, размещенных в симметричных порядках дифракции, реализуемой на эталонной структуре, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изготовления структур путем уменьшения влияния непрямолинейности перемещения каретки, оно снабжено светоделительным блоком с коэффициентом деления 2, установленным между расширителем пучка и эталонной структурой, причем выходные оси светоделительного блока параллельны оптической оси расширителя и лежат в плоскости, перпендикулярной штрихам эталонной структуры а оборачивающне элементы выполнены в виде телескопических систем с увеличением Г (1.