Способ изготовления дифракционных решеток для вакуумной ультрафиолетовой области спектра Советский патент 1991 года по МПК G02B5/18 

со

с

Изобретение относится к диспергирующим элементам спектральных приборов, работающих в вакуумной ультрафиолетовой области спектра, и позволяет упросить изготовление и повысить точность характеристики дифракционных решеток путем формирования штрихов решетки алмазным резцом в слое фтористого магния, исключающего необходимость нанесения отражающего покрытия на поверхность сформированных штрихов решетки, сглаживающего профиль штрихов и изменяющего энергетические характеристики решетки. Способ заключается в формировании штрихов алмазным резцом в слое фтористого магния толщиной порядка 25 - 38 нм, нанесенном на слой алюминия толщиной 70 - 100 нм, имеющий температуру, непревышающую 40°С. При этом для углов блеска 2 - 5° удельная нагрузка на алмазный резец составляет 1,5 - 5 гр, а глубина штриха не превышает 3/4 толщины слоя. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к оптике и может быть применено при изготовлении дифракционных решеток, используемых в вакуумной ультрафиолетовой (ВУФ) области спектра.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик и упрощение изготовления, а также формирование углов блеска 2 - 5°.

Способ включает нанесение на полированную подложку из стекла слоев алюминия и фтористого магния, а также формирование штрихов, осуществляемое алмазным резцом в слое фтористого магния толщиной порядка 25 - 38 нм, нанесенном на слой алюминия толщиной 70 - 100 нм, имеющий температуру, не превышающую 40°С.

Для получения углов блеска 2-5° удельную нагрузку на алмазный резец выбирают равной 1,5 - 5 гр, а глубину штриха не превышающей 3/4 толщины слоя фтористого магния.

Пример. Изготавливают подложку из стекла марки ЛК-4 На поверхность негорячей ( 40°С) подложки наносят высокоотражающее двухслойное покрытие: алюминий толщиной порядка 100 нм в качестве отражающего покрытия и слой фтористого магния толщиной 25 - 38 нм в качестве защитного покрытия, препятствующего окислению алюминия и за счет достигнутой интерференции увеличивающего его отражение.

Для получения системы AI + МдГ-2 используют алюминий марки не ниже А-000 (ГОСТ 3549-56) и магний фтористый (ГОСТ 7204-77, ТУ 6-09-5350-87), преимущественно в таблетках, содержащих карбонаты (СОз), сульфаты (SO-i), хлориды (CI), железо

О

со

Ј ю

CJ

(Fe), кремний (SI), тяжелые металлы (Си, Pb, Мп), щелочность (MgO).

Для сохранения высокого коэффициента отражения алюминиевых слоев конструк- цией вакуумного аппарата ВА-450 предусмотрена возможность покрытия их сразу же после испарения в вакууме слоем фтористого магния, который защищает их от окисления. Вакуумный аппарат имеет специальное фотометрическое устройство, по- зволяющее производить контроль отражения во время испарения алюминия и фтористого магния при длине волны 121,6нм.

Слой фтористого магния толщиной по- рядка 25 - 38 нм позволяет иметь высокий коэффициент отражения в ВУФ области спектра. При толщине MgF2 25 нм коэффициент отражения Al + MgF2 в области 120 - 200 нм 80%; при толщине MgF2 38 нм коэффициент отражения А + MgF2 в области 130-250 нм увеличивается до 85% с уменьшением до 45 - 50% при Я 120 нм.

Толщину слоя MgF2 выбирают в зависимости от угла блеска, области концентра- ции света решеткой и количества штрихов на 1 мм,

Для получения мягких пленок MgF2 осаждают на негорячую подложку ( 40°С), так как более высокие температуры ( 100 - 150°С) увеличивают подвижность конденсирующихся атомов или молекул на поверхности, что увеличивает размеры кристаллов, кроме того, увеличивается шероховатость, неоднородность с соответствующим уменьшением отражения вследствие рассеяния.

Удельная нагрузка на алмазный резец порядка 1,5 - 5 гр объясняется мягкостью, однородностью, пластичностью фтористого магния, сопоставимых со случаем нарезания решеток алмазным резцом на слое алюминия, Чем меньше количество штрихов на

1 мм, т.е. больше величина постоянной решетки, тем глубже штрих и больше удельная нагрузка на резец: 600 штр/мм 5 гр; 1200 штр/мм 3 гр; 1800 - 2400 штр/мм 1,5-2 гр,

При формировании штрихов решетки алмазный резец выставляют так, чтобы деформированная пленка, образующаяся на вершине штриха, заваливалась резцом на его нерабочую грань, оставляя рабочую грань штриха чистой, практически не затененной деформированной пленкой у его вершины, что сохраняет энергию и уменьшает рассеянный свет.

Поверхность изготовленных решеток чистая, не шелушится, штрих получается гладкий. При увеличении под микроскопом в 1800х на сформированной поверхности опытных образцов не наблюдают ни шелушения, ни разрыва слоя MgF2, ни его отслоения от слоя алюминия.

Формула изобретения

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью формирования углов блеска 2 - 5°, удельную нагрузку на алмазный резец выбирают равной 1,5 - 5 гр, а глубину штриха - не превышающей 3/4 толщины слоя фтористого магния.