Способ изготовления дифракционных решоток-матриц для копирования реплик Советский патент 1977 года по МПК G02B5/18 

1

Изобретение относится к технолОГии изготовления оптических элементов.

Современные дифракционные решетки в большинстве случаев изготавливают на относительно толстых слоях алюминия (0,1- IQ мкм), нанесенных на полированную заготовку из стекла термическим испарением в вакууме (III группа прочности). Поэтому поверхностный слой решеток после их изготовления необходимо упрочнять. Упрочнение особенно важно для решеток, служащих в качестве матриц при изготовлении копий дифракционных решеток.

Известен способ изготовления дифракционных решеток-матриц на слоях алюминия (1), заключающийся в нанесении на алюминированную поверхность решетки с подслоем титана защитной оксидной пленки путем оксидирования решетки в электролите, например 0,5% растворе двухзамещенного фосфорнокислого аммония.

Педостатком этого способа является необходимость нанесения подслоя титана, который позволяет для создания защитной оксидной пленки на поверхности рещетки оксидировать слой алюминия, поскольку с други1М подслоем- хромом (2, 3), наиболее распространенном в производстве решеток, слой алюминия не оксидируется. Однако подслой - титан, полученный термическим испарением в

вакууме, является достаточно вязким материалом. Даже незначительные капли (брызги) титана, полученные в процессе его испарения, при нарезании решеток прилипают к алмазному резцу и вызывают порчу всех последующих штрихов и всей решетки в целом. Процесс оксидирования, производимый после нарезания решетки, не всегда обеспечивает получение очень прочной защитной оксидной пленки на поверхности решетки, которая бы позволила производить с нее многократное копирование.

Прототипом настоящего способа является способ изготовления дифракционных решетокматриц, изготовленных на слоях алюминия (4), заключающийся в нанесении на алюминированную поверхность решетки слоя двуокиси кремния, например, катодным распылителем кремния в кислороде и гндрофобнзации нанесенного слоя посредством алкилгалоидсиланов и алкилалкоксисиланов. Недостатком этого способа является то, что не удается нанести монолитный слой двуокиси кремния, в результате чего уже после нескольких актов копирования заштрихованная поверхность решетки становится непригодной для дальнейшего копирования (слой двуокиси кремния отслаивается).

Целью изобретения является увеличение прочности решетки.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу упрочнение производят путем бомбардировки поверхности решетки ионами кислорода с энергией, превышающей 1 кэВ.

Дифракционные решетки-матрицы по описываемому способу иЗГотавливают следующим образом.

На полированную поверхность подложки решетки из стекла наносят термическим испарением в вакууме любым из известных методов слой алюминия толш,иной, необходимой для нанесения штрихов дифракционной решетки.

В слое алюминия формируют штрихи решеток при помощи прецизионных алмазных резцов на специальных делительных машинах.

Поверхностный слой алюминия, в котором сформированы штрихи решеток, бомбардируют быстрыми ионами кислорода на ионном ускорителе, например ИЛУ-3.

Пример. Проводилось изготовление дифракционных решеток-матриц на слоях алюминия. Слои алюминия толщиной 1 мкм наносились с подслоем хрома на подлол ку из стекла термическим испарением в вакууме. После нанесения штрихов решетку бомбардировали быстрыми ионами (150 кэВ) кислорода на ионном ускорителе ИЛУ-3. Доза облучения 10 ион/см, плотность тока порядка 1 мка/см. В результате рещетка допускала многократную чистку ватой со спиртом, ультразвуковую чистку поверхности в жестком режиме, а также многократное копирование. При этом не наблюдалось изменений спектральных характеристик и ухудшения внешнего вида решеток.

Использование предлагаемого способа изготовления дифракционных решеток-матриц обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

а)возможность изготовления матриц, обладающих большой механической прочностью, которая позволит но предварительным данным увеличить не менее чем в два раза количество коний, снимаемых с одной дифракционной рснетки-матрицы;

б)возможность изготовления решеток для работы в жестких эксплуатационных условиях с многократной чисткой заштрихованной поверхности решетки;

в)увеличение срока службы решеток, возможность получения слоев алюминия с нодслоем хрома - основным материалом в производстве дифракционных решеток, а также с любым другим подслоем, удовлетворяющим требованиям технологии изготовления дифракционных решеток.

Формула изобретения

Способ изготовления дифракционных решеток-матриц для копирования реплик иутем нанесения на полированную подложку из стекла подслоя металла, например хрома, слоя алюминия, формирования штрихов решеток и упрочнения поверхности сформированной решетки, отличающийся тем, что, с целью увеличения нрочности решетки, упрочнение производят путем бомбардировки поверхности решетки ионами кислорода с энергией, превышающей 1 кэВ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство N° 239745, кл. G 02В 5/18, 1969.

2.Журнал «Оптико-механическая промышленность, № 3, 1957, с. 47.

3.Журнал «Оптико-механическая промыщленность, № 4, 1957, с. 56.

4.Авторское свидетельство № 155965, кл. G 02В 5/18, 1969 (прототип).