Технология изготовления дифракционных оптических элементов методом ПХТ…
3
Три дифракционные решетки расположены одна над другой так, что
их периоды различны и дифрагированные лучи пересекаются в одной
точке в центре зрачка. Через эту же точку должны пройти и два ди-
фрагированных луча, прошедших через две боковые дифракционные
решетки ДОЭ. Это достигается наклонным, направленным навстречу
друг другу расположением линий в этих дифракционных решетках.
Разрабатываемый ДОЭ должен работать в ненулевом порядке ди-
фракции, а нулевой порядок дифракции должен быть максимально
подавлен. В то же время ДОЭ должен быть оптически прозрачным,
чтобы минимизировать экранирование наблюдаемого с помощью оп-
тической системы звездного неба. Два этих требования обусловли-
вают необходимость применения именно фазового (а не амплитудно-
го) ДОЭ (см. рис. 2).
Требуемый микрорельеф рабочей поверхности ДОЭ может быть
создан методом плазмохимического травления (ПХТ) [2]. Согласно
современным разработкам в области ПХТ изделий микрооптики,
в качестве оптического материала используется кварцевое стекло,
т. е. химически чистый плавленый кварц [3].
В данной работе на основе предварительных исследований [4]
предлагается применять преломляющие (работающие на пропуска-
ние) голограммные оптические элементы (ГОЭ) и ДОЭ из щелочного
стекла, идентичного по своим оптическим характеристикам стеклу
К8. При этом в качестве исходной заготовки ДОЭ используется заго-
товка фотошаблона (ФШ), применяемого в технологии производства
интегральных микросхем (ИМС). На одну из сторон заготовки ФШ
ИМС наносится слой хрома — химически стойкого материала тол-
щиной 40…200 нм, который можно использовать в качестве матери-
ала маски при реализации процесса ПХТ.
Теоретическое обоснование.
Схема формирования точечного
эталонного изображения приведена на рис. 3. Видно, что создавае-
мый ДОЭ должен работать в ненулевом порядке спектра, т. е. его ди-
фракционные решетки являются фактически пропускающими эше-
леттами — фазовыми дифракционными решетками, обладающими
способностью концентрировать дифрагированное излучение в спек-
тре определенного (не нулевого) порядка.
В настоящее время эшелетты, работающие на отражение, изго-
тавливают нарезанием на поверхности металла специальными резца-
ми треугольного микропрофиля, создающего дополнительную раз-
ность хода в пределах каждого периода решетки [5]. Поскольку ДОЭ
из оптического стекла должен работать на пропускание, то нарезание
микрорельефа на его рабочей поверхности резцами невозможно. Та-
кие изделия микрооптики могут быть получены на основе примене-
ния метода ПХТ [2], позволяющего формировать на обрабатываемой
