Способ изготовления прозрачных амплитудных дифракционных решеток

(1 И 924 650 Союз СоветскикСоцнапнстнческикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 290379 (21) 2748107/22-02с присоединением заявки Рй. 8 (088. 8) Гкударстеаеый камитет СССР ао делам изебретеинв и открытки(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ АИПЛИТУДНЫХ ДИФРАЩИОННЬ 1 Х РЕЫЕТОКИзобретение относится к технологии изготовления оптических элементов, в частности дифракционных решеток, и может быть использовано в оптико-механической промышленности при изготовлении прозрачных амплитудных дифракционных решеток, например, для дифракционных интерферометров, измерительных решеток и т,д,Известно использование электрохимицеского оксидирования напыленного алюминия в 0,54-ном растворе двузамещенного фосфата аммония в процессе изготовления фазовых отражательных. дифракционных решеток перед их копированием для защиты решеток от коррозии 11.Однако указанный способ не позволяет изготавливать прозрачные амплитудные дифракционные решетки в свяаи с тем, что перед нанесением слоя алюминия на стеклянную подложку наносят слой титана толщиной 1000 о2000 А , при этом практически исключается получение прозоацных участков,Способ не определяет режимы проведения операций нанесения слоя алюминия и его оксидирования, поскольку, для защиты решеток толщина слояалюминия и окисной пленки являетсяне столь критичной, как для получения прозрачных элементов штрихов амплитудных решеток.Наиболее близким к предлагаемому1 Опо технической сущности являетсяспособ изготовления прозрачных амплитудных дифракционных решеток,включающий нанесение вакуумной металлизацией слоя алюминия на полирован 15ную стеклянную подложку, формированиештрихов треугольного профиля в слоеалюминия и образование прозрачныхучастков на дне каждого штриха путемхимического травления в растворе,содержащем 0,5 КМп 0 и 20 см Ч 250 при20-60 С 21,При травлении дно штрихов постепенно расширяется, образуя прозрац3 924 ную часть штриха, а его вершина остается непрозрачной. Однако при травлении края прозрачных штрихов получаются неровными из-за неоднородности структуры и состава алюминиевого слоя.При больших размерах решеток практически невозможно получить по всей ширине решетки одинаковые размеры прозрачных участков штрихов, в особенности для решеток с малым соотношением ширины прозрачных участков штрихов к периоду,из-за различия в температуре и концентрации раствора и условий его циркуляции по поверхности решетки.Цель изобретения - повышение точности изготовления решеток,Указанная цель достигается тем,что в способе изготовления прозрачных амплитудных дифракционных решеток образование прозрачных. участков на дне каждого штриха осуществляют электрохимическим оксидированием в 0,5-ном растворе двузамеоенного фосфата аммония при напряжении, определяемом по формуле лоя алюповерхВ резния пр кислениовании ьтате оксид= 0,34 мкм. где Ц - напряжение, В;Я - заданная ширина прозрачных участков штрихов,мкм;с 4. и сС - углы наклона гранейштрихов к поверхности подложки, град.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.В слое алюминия, нанесенном вакуумной металлизацией на полированную подложку из стекла на делительной машине, формируют штрихи треугольного профиля с заданным значением углов (оС и с, наклона граней штрихов к поверхности подложки. При этом толщина слоя алюминия выбирается равной глубине штрихов и составляет, например, 2,5 мкм. Нагрузку на алмазный резец подбирают так, чтобы глубина погружения резца при формировании штрихов ограничивалась поверхностью подложки. Затем по вышеуказанной формуле определяют напряжение и осуществляют электрохимическое оксидирование в 0;53-ном (ИБ)НРО. 650 1ности решетки создается прозрачныйокисный слой. При этом на дне штрихов образуются прозрачные участкишириной Я, Заданное соотношение между прозрачными и непрозрачными участками штрихов по ширине решетки достигается за счет равномерного окисления слоя алюминия при оксидировании.Наиболее широко используются проз.10 рачные амплитудные дифракционные решетки, имеющие 75 и 100 штрихов на1 мм, для преобразования теневых интерференционных приборов в дифракционные интерферометры. Период таких 15 решеток равен 13,3 мкм и 1 О мкм, Ширина прозрачных участков составляет0,1-0,2 от периода решетки, т.е. впределах: для 75 штр/мм - 1,33 и2,66 мкм; 100 штр/мм - 1 и 2 мкм.2 О Примеры реализации предлагаемогоспособа приведены в таблице, в которой указаны величины напряжений оксидирования, при которых получаютамплитудные решетки с заданными ха рактеристиками.Нижний и верхний пределы углов15-30 ф наклона граней штрихов к поверхности решетки ограничиваются для 39указанного типа решеток технологическими причинами, так как в интервале этих углов более правильно выполняется профиль штрихов решеток,Напряжение оксидирования точно соответствует параметрам профиля штрихов исходных решеток и заданной ширине прозрачных участков штрихов. Время оксидирования тем больше, чем больше напряжение оксидирования. Наибольшее время оксидирования находится в пределах 10 мин. Окончание процесса оксидирования определяется полным прекращением тока через полученную оксидную пленку. Оксидная пленка при фф этом создается такой толщины, которая необходима для получения заданной ширины прозрачных участков штрихов. Толщина оксидной пленки может быть определена следующим образом, О Отношение толщины пленки окиси алюминия к напряжению составляет 14 А /В или 714 В/мкм и приведенная формула выведена с использованием отношения 14 А /В. Так, для примера 12 в таблице толщина пленки окиси246 Валюминия составляет5 924650 6Таким образом, изобретение обеспе верхности решетки и тем самым обрачивает повышение точности изготовле- зования прозрачных участков на дне ния прозрачных амплитудных дифрак- каждого штриха с точностью, достиционных решеток за счет равномер- гаемой при нарезании отражающих реного окисления слоя алюминия по по щеток на делительной машине,Углы наклона граней штрихов, град Ширина прозрачногоучастка штриха,мкм Числоштриховна 1 мм Пример Напряжение оксидирования,В 115 25 122 20 20 151 178,5 30 30 186 20 20 302 25 8 75 1 33 123 15 15 162 20 20 9 75 1,33 10 75 1,33 200,6 30 75 1,33 246 12 75 2,66 формула изоЬретения при напряжении, определяемом по формуле51 П ММП Мг.5 П 0(. + 51 П 1 Способ изготовления прозрачных амплитудных дифракционных решеток, включающий нанесение вакуумной металлизацией слоя алюминия на полированную стеклянную подложку, формирование штрихов треугольного профиля в слое алюминия и образование прозрачных участков на дне каждого штриха, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности изготовления решеток, образование прозрачных участков на дне каждого штриха осуществляют электрохимическим оксидированием в 0,53-ном раство. ре двузамещенного фосфата аммония 40 45 ВНИИПИ Заказ 2813/64 Тираж 516 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная, 4 100100 1 100 1 100 1 100 2 100 2 100 2 где 13 - напряжение, В;Б - заданная ширина прозрачных участков штрихов мкм4- и у 2 - углы наклона гранейштрихов к поверхностиподложки, град,Источники информации,50 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 239745, кл. С 02 В 5/18, 1966.2. Авторское свидетельство СССРй 141643, кл. С 02 В 5/18, 1960.