SU1697040A1 - Устройство дл изготовлени периодических структур - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и позвол ет повысить точность изготовлени  структуры путем устранени  вли ни  непр молинейности перемещени  каретки. В устр-ве под углом а к выходным ос м светоделительного блока 3 размещены плоскопараллельные пластинки 4и 5, установленные и каретке 10. Прошедшие через ппэстиьки 4 и 5 два параллельных пучка направл ютс  отра.жателем 6 на эталонную CTpyovpy 7. В телескопических системах 8, 9 диафрагмы, установленные в фокусе первых линз, отфильтровывают все дифракционные пор дки пучков, кроме выбранных . На заготовке 11 со светочувствительным слоем совмещенные пучки образуют интерференционную картину полосы в которой остаютс  неподвижными относительно поверхности при перемещении каретки 10 в направлении, перпендикул рном ос м освещающих пучков. Пластинки 4, 5развернуты в те же стороны, что и оси соответствующих оборачивающих элементов - систем 8, 9. Приведено соотношение, св зывающее толщину пластинок 4, 5 и угол а. 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может найти применение , например, дл  изготовлени  шаблонов, шкал и дифракционных решеток.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности изготовлени  структур путем устранени  вли ни  непр моличейности перемещени  каретки.

На чертеже изображена схема устройства .

Устройство содержит последовательно установленные и оптически св занные источник 1 когерентного излучени , расширитель 2 пучка, светоделительный блок 3, две плоскопараллельные пластинки 4, 5, отражатель 6, эталонную структуру 7, оборачивающие элементы в виде телескопических систем 8, 9, подвижную каретку 10 Позицией 11 обозначена заготовка со светочувствительным слоем.

Расширитель 2 расположен на пути пучка от источника 1 излучени . За расширителем установлен оптически св занный с ним светоделительный блок 3. Светоделительный блок 3 имеет коэффициент делени  2 и его выходные оси параллельны оптической оси расширител  2. В выход щих из светоделител  пучках под углом а к его выходным ос м установлены плоскопараллельные пластинки 4, 5. толщиной д , которые

g

вермуты в те же стороны, что и оси оптически св занных с ними, соответственно, телескопических систем 8, 9. Пластинки 4, 5 размещены на каретке 10, Угол установки пластинок а и их толщина 6 св заны COOT- ношением

5cos«()V ()1/2 2/m/ L Яш,

где п - показатель преломлени  материала плоскопараллельных пластинок;

m - номер пор дков дифракции, в которых установлены оборачивающие элементы;

L - рассто ние между эталонной структурой и точкой пересечени  осей оборачивающих элементов;

Я-длина волны излучени ;

ft) - пространственна  частота эталонной структуры.

Отражатель 6 установлен на пути пучков после пластинок 4, 5 под углом 45 к

эталонной структуре 7. Сама эталонна  структура ориентирована параллельно оптическим ос м расширител  2 и светодели- тельного блока 3 и размещена на каретке 10. Каретка Юустанозленас возможностью перемещени  в направлении, перпендикул рном штрихам эталонной структуры 7. Две телескопические системы 8, 9 имеют увеличение Г 1 и размещены в симметричных пор дках дифракции, реализуемой на эта- лонной структуре 7. Оси телескопических систем 8, 9 пересекаютс  в плоскости заготовки , котора  также установлена на подвижной каретке 10,

Устройство работает следующим обра- зом.

Выход щий из источника 1 когерентного излучени  пучок расшир етс  расширителем 2 и, пройд  светоделительный блок 3, раздел етс  на два параллельных пучка, ко- торые проход т плоскопараллельные пластинки 4,5 и, отразившись от отражател  б, падают нормально на эталонную структуру 7. В результате дифракции двух освещающих пучков на эталонной структуре за ней распростран ютс  две группы дифракционных пор дков. В телескопических системах 8,9 диафрагмами, установленными в фокусе первых линз, отфильтровываютс  все пор дки , кроме выбранных. Кроме того, теле- скопические системы сужают пучки и оборачивают их на 180°, После прохождени  телескопических систем пучки совмещаютс  на заготовке 11 с образованием интерференционной картины. При переме5

0

0

5

п , j.

.„

„. ,

щении каретки 10с эталонной структурой 7 и заготовкой в направлении, перпендикул рном ос м освещающих пучков, полосы в интерференционной картине остаютс  неподвижными относительно поверхности и по ее длине формируетс  периодическа  структура.

Представленное выше уравнение, св зывающее параметры плоскопараллельных пластинок 4, 5 и-конструктивные параметры устройства, соответствует условию такой компенсации, при которой исключаетс  погрешность изготовлени , обусловленна  непр молинейностью перемещени , а именно разворотом каретки 10 вокруг оси, параллельной штрихам эталонной структуры 7. Эго достигаетс  путем изменени  разности фаз падающих на эталонную структуру 7 пучков синхронно с разворотом каретки 10 за счет изменени  оптических путей пучков при прохождении ими плоскопараллельных пластинок 4, 5.

Пример конкретного исполнени .

Пусть в качестве источника-1 вз т Не- Ne лазер Л Г-38 (Я 0,63 мкм). Пройд  расши- ритель 2 с увеличением Г| 6, пучок направл етс  в светоделительный блок 3, представл ющий собой, например, систему из 3-х отражателей v светоделител , на выходе которого получ кот два параллельных пучка равной интенсивности, падающих на плоскопараллельные пластинки 4, 5. Пластинки изготовлены из стекла К8 (,5) и установлены под углом а - 30°. Толщина пластинки д определ етс  из указанного соотношени . Положив п 5, L 55 мм, ft) 50 лин/мм, находим 5 30,95 мм, Пройд  плоскопараллельные пластинки 4, 5, пучки отражателем 6 направл ютс  на эталонную структуру нормально к ней. За эталонной структурой 7 распростран ютс  две группы дифракционных пор дков. На пути ±5 пор дков , угол дифракции которых равен 9°, установлены телескопические системы 8, 9 с увеличением Г 1 /Г1- 1 /6, которые оборачивают волновые фронты пучков на 180° и сужают выходные пучки. Кроме того, в фокусе первых линз телескопических систем установлены диафрагмы, перекрывающие все пор дки, кроме п тых. Диаметр диафрагм 10 мкм. Вывод щие из телескопических систем 8, 9 пучки совмещаютс  на поверхности заготовки 11 со светочувствительным слоем с образованием интерференционной картины. Заготовка 11 располагаетс  непосредственно за телескопическими системами 8, 9 на рассто нии 55 мм от эталонной структуры 7. Эталонна  структура и заготовка размещены на каретке 10 прецизионного

устройства перемещени  с аэростатическими направл ющими. При перемещении каретки , например, с помощью линейного электродвигател  по длине заготовки формируетс  структура с пространственной частотой 500 лин/мин.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  изготовлени  периодических структур, содержащее последовательно установленные и оптически св занные источник когерентного излучени , расширитель пучка, светоделительный блок с коэффициентом делени  2, выходные оси которого параллельны оптической оси расширител , эталонную структуру, размещенную на каретке, котора  установлена с возможностью перемещени  в направлении , перпендикул рном штрихам эталонной Структуры, и оборачивающих элемента, выполненных в виде телескопических систем с увеличением Г 1 и размещенных в симметричных пор дках дифракции эталонной структуры, причем оптические оси оборачивающих элементов пересекаютс  в плоскости установки заготовки, о т л и ч а ю- щ е ее   тем, что, с целью повышени  точности изготовлени  путем устранени  вли ни  непр молинейности перемещени  каретки, оно дополнительно снабжено двум  плоскопараллельными пластинками толщиной д и отражателем, оптически св занными со светоделительным блоком и последовательно установленными между ними и эталонной структурой, причем плоскопараллельные пластинки размещены на каретке и развернуты в те же стороны, что и оси оптически св занных с ними соответствующих оборачивающих элементов, рабочие грани плоскопараллельных пластинок ори0 ентированы под углом а к выходным ос м светоделительного блока, отражатель установлен под углом 45° к эталонной структуре, эталонна  структура ориентирована параллельно ос м расширител  и светоделитель5 чого блока, а толщина пластинок биаугол св заны соотношением

   sin a

   0

   5

   0

   а(1

   д cos а П (n2-cos2a)1/W 2/m / L Яш,

   где п -- показатель преломлени  материала плоскопараллельных пластинок;

   m -- номер пор дков дифракции, в которых установлены оборачивающие элементы;

   L- рассто ние между эталонной структурой и точкой пересечени  осей оборачивающих элементов;

   Я-длина волны источника излучени ;

   со - пространственна  частота эталонной структуры.