Изобретение относитс к оптическому приборостроению, а именно к способам изготовлени дифракционных оптических элементов (ДОЭ): зонных пластинок Френел , кольцевых и радиальных дифрак1шонных решеток, шкал, сеток, растров, кодовых дисков и т.д. Целью изобретени вл етс уменьшение брака и увеличение точности вы полнени топологии. На фиг. 1 изображена схема устройства , реализующего способ; на фиг. 2 - расположение точек фокусировки световых пучков на поверхности пленки; на фиг. 3 - зависимости коэффициента отражение пленки хрома от длины волны и плотности мощности светового потока. Устройство дл реализации способа состоит, например, из оптически св занных источников света (лазера) 1 с модул тором 2, дифракционной рещетки 3, светоделител 4, зеркала 5, юкусирующего объектива 6. В фокальм ной плоскости объектива 6 расположена пленка светочувствительного вещества ( например металла - хрома, титана , молибдена и т.д.), нанесенна на оптическую подложку 7. Подложка установлена на торце 8 шпиндел , св занного с приводом 9 вращени . Свето делитель 4 оптически св зан с двум фотоприемниками 10 и II, электрические выходы которых через делитель 12 св заны с входом блока 13 управлени устройством (электронна вычислитель на машина). Элементы 3-6, 10, 11 установлены на подвижной платформе 14, св занной с приводом 15 перемещени . Приводы перемещени 15 и вращени .9, а также модул тор 2 св заны с управл ющей ЭВМ 13. На выходе решетку 3 световой поток разлагаетс на три пучка: основной , распростран ющийс вдоль оптической оси, и два вспомогательных, . распростран ющихс под углом к оптической оси. Вспомогательные пучки света лежат в плоскости, перпендикул рной плоскости перемещени подвижной платформы, и в них концентрируетс 10% общего светового потока. Взаимное расположение точек фокусировки световых пучков на поверхности светочувствительной пленки при ведено на фиг. 2. Направление движени пленки показано стрелкой. Точки фокусировки вспомогательных пучков 6 и 17 расположены по обе стороны (по направлению движени ) относительно основного пучка 18, с помощью которого осуществл етс экспонирование пленки. Рассто ние 1 между точками фокусировки равно 5-10 их диаметрам (т.е. пор дка 5-10 мкм). Согласно предлагаемому способу мощность экспонирунлцего светового потока измен ют с тем, чтобы степень физико-химических изменений в пленке оставалась посто нной по всей поверхности вне зависимости от линейной скорости перемещени , толщины пленки, состо ни ее поверхности, адгезии к подложке, и т.д. Дл определени требуемого закона управлени мощностью светового потока используют то, что физико-химические изменени в пленке под действием излучени сопровождаютс изменением р да ее оптических констант, в том числе коэффициента отражени . На фиг. 3 приведены полученные экспериментально с помощью спектрофотометра зависимости коэффициента отражени Rj экспонированной пленки хрома (толщииа 1000 А) от дггань волны А и плотности мощности светового потока (2,2-10 Вт/см- крива 19; 3-10 Вт/см крива 20), нормированные по отнощеиию к коэффиR неэкспонированциенту отражени ной пленки. Из приведенных кривых 19 и 20 следует , что наибольщее изменение коэффициента отражени наблюдаетс в коротковолновой области спектра. На ( им (длина волны записи) уменьшение составл ет 5-10% в зависимости от плотности мощности светового потока . Измерение коэффициентов отражени R J и Н производитс с помощью вспомогательных световых пучков 16 и 17 (фиг. 2), которые после отражени от поверхности пленки проход т элементы 4-6 устройства (г. I) и поступают соответственно на входы фотоприемников 10 и П. Напр жение на выходах последних составл ет U,I,rRj(l-t)K, и„ I,rR(.t-T)K „ I I. iV , , где 1 интенсивность светового потока на входе светоделител с коэффициентом пропускани t ; К и К - коэффициенты передачи фотоприемников 10 и II. Делитель 12 вычисл ет отношение этих напр жений .J. i, К„ R/ Величина N не зависит от интенсивности светового потока 1, а зав сит только от отношени коэффициентов отражени пленки и коэффициенто передачи фотоприемников. Если К, К consj,, то Если плотность мощности световог потока в пучке 18 меньше порога начала физических изменений в пленке, то величина (). При увеличе нии мощности величина N постепенно уменьшаетс . Оптимальное значение величины N дп хромовой пленки составл ет 0,9-0,98. Текущее значение Н с выхода блока 12 поступает в управ л ющую ЭВМ 13, котора с помощью оптического модул тора 2 управл ет величиной мощности светового потока с тем, чтобы по всей экспонируемой поверхности значение N было посто н ным, т.е. реализуетс цепь след щей обратной св зи. Первоначальный выбор амплитуды экспонирующих импульсов дл получени необходимой величины локального изменени коэффициента отражени тон кой пленки производ т вне зоны форм руемой топологии элемента, увеличива мощность экспонирующего излучени до получени требуемой степени физико-химических излучений. Таким образом, исключаетс ошибка в выполнении первого экспонируемого участка топологии ДОЗ. Пример 1. Изготовление элемента с кольцевыми зонами (кольцевые дифракционные решетки, пространствен ные фильтры диаграммы и т.д.). После установки подложки с пленкой и приведени шпиндел во вращение управл юща ЭВМ позиционирует платформу 14 так, чтобы область фокусировки излучени находилась вне зоны формируемой топологии элемента Мощность светового потока с помощью модул тора 2 постепенно увели чиваетс , пока величина N не достиг нет необходимой величины, например Oj,95. Установка необходимого коэффи циента отражени пленки осуществл етс за один оборот шпиндел . Затем .модул тор 2 отключаетс , а управл юща ЭВМ 13 запоминает уровень сигнала . После этого платформа 14 передвигаетс к первой внешней зоне изготовл емого элемента. На вход модул тора 2 подаетс сигнал управлени , и сфокусированный пучок света экспонирует на пленке кольцевую дорожку. Б пределах оборота мощность светового луча непрерывно мен етс с тем, чтобы величина К была посто нна. Далее платформа 14 перемещаетс , и процесс экспонировани повтор етс . Пример 2. Изготовление элемента с радиальными штрихами или сегментами кольцевых з.он (радиальные решетки, растры, угловые шкалы, кодовые диски, лимбы и т.д.). Первоначальный выбор мощности излучени производ т так же, как в примере 1. Далее при экспонировании пленки в зоне топологии элемента ЭВМ в зависимости от углового положени подложки осуществл ют синхронную с вращением шпиндел 8 импульсную модул цию лазерного излучени . Таким Образом, радиальные штрихи, получаемые данным способом, состо т из перекрывающихс сегментов колец необходимой длины. После экспонировани осуществл етс обработка пленки в химическом травителе. Травление пленок хрома может осуществл тьс в 25%-ном водном растворе едкого натра и ферроцианида кали в соотношении компонентов 1:4. Форм.ула изобретени Способ изготовлени дифракционных оптических элементов, включающий экспонирование пленки, нанесенной на оптическую подложку, движущимс сфокусированным световым пучком с измен емой мощностью и последующую химическую обработку, отличающийс тем, что, с целью уменьшени брака и повышени точности выполнени топологии, измер ют локальное изменение коэффициента отражени пленки под действием излучени , выбирают мощность светового пучка в соответствии с требуемой величиной локального изменени коэффициента отражени пленки, а изменение мощности светового пучка осуществл ют при условии сохранени посто нства локального изменени коэффициента отражени пленки под действием излучени по всей экспонируемой поверхности.The invention relates to optical instrumentation, in particular, to methods for manufacturing diffractive optical elements (DOEs): Fresnel zone plates, ring and radial diffraction panels, scales, grids, rasters, code disks, etc. The aim of the invention is to reduce the marriage and increase the accuracy of the implementation of the topology. FIG. 1 shows a diagram of the device implementing the method; in fig. 2 - location of the focal points of the light beams on the film surface; in fig. 3 - dependence of the reflection coefficient of the chromium film on the wavelength and power density of the light flux. A device for implementing the method consists, for example, of optically coupled light sources (laser) 1 with modulator 2, diffraction grating 3, beamsplitter 4, mirror 5, whitening lens 6. In the focal plane of objective 6 there is a film of photosensitive substance (for example, metal - chromium, titanium, molybdenum, etc.) deposited on the optical substrate 7. The substrate is mounted on the end 8 of the spindle connected to the rotational drive 9. The light divider 4 is optically coupled to two photoreceivers 10 and II, whose electrical outputs, through divider 12, are connected to the input of the device control unit 13 (electronic computer per machine). Elements 3-6, 10, 11 are mounted on a movable platform 14 associated with a movement drive 15. The movement drives 15 and the rotation .9 as well as the modulator 2 are connected to the control computer 13. At the output of the grating 3, the light flux is decomposed into three beams: the main propagating along the optical axis and two auxiliary ones,. extending at an angle to the optical axis. Auxiliary beams of light lie in a plane perpendicular to the plane of movement of the moving platform, and 10% of the total light flux is concentrated in them. The mutual arrangement of the focal points of the light beams on the surface of the photosensitive film is shown in FIG. 2. The direction of movement of the film is indicated by the arrow. The focal points of the auxiliary beams 6 and 17 are located on both sides (in the direction of movement) relative to the main beam 18, with which the film is exposed. The distance 1 between the focal points is 5–10 times their diameter (i.e., on the order of 5–10 µm). According to the proposed method, the power of the exposed light flux is changed so that the degree of physicochemical changes in the film remains constant over the entire surface regardless of the linear movement speed, film thickness, the state of its surface, adhesion to the substrate, etc. To determine the required law of power control of the light flux, the fact that physicochemical changes in the film under the action of radiation are accompanied by a change in the number of its optical constants, including the reflection coefficient, is used. FIG. Figure 3 shows the dependences of the reflection coefficient Rj of an exposed chromium film (1000 A thickness) on dggan A and the power density of the light flux (2.2–10 W / cm – curve 19; 3–10 W / cm curve 20) obtained experimentally with a spectrophotometer normalized to the coefficient of non-exposure of the reflection film. From the given curves 19 and 20 it follows that the greatest change in the reflection coefficient is observed in the short-wave region of the spectrum. At (them (recording wavelength), the reduction is 5-10% depending on the power density of the luminous flux. Measurement of the reflection coefficients RJ and H is made using auxiliary light beams 16 and 17 (Fig. 2), which after reflection from the film surface Elements 4-6 of the device (r. I) pass through and are fed to the inputs of the photoreceivers 10 and P, respectively. The voltage at the outputs of the latter is U, I, rRj (lt) K, and „I, rR (.tT) K„ I I. iV, where 1 is the intensity of the luminous flux at the input of the splitter with the transmittance t; K and K are the coefficients ne Photodetector 10 and II transmitters. Divider 12 calculates the ratio of these voltages .J. i, К "R / The value of N does not depend on the intensity of the light flux 1, but depends only on the ratio of the reflection coefficients of the film and the transfer coefficient of the photodetectors. If K, To consj ,, If the power density of the light flux in beam 18 is less than the threshold for the onset of physical changes in the film, then the value (). With increasing power, the value of N gradually decreases. The optimal value of N dp for the chromic film is 0.9-0.98. The current value H from the output of block 12 enters the control computer 13, which with the help of the optical modulator 2 controls the magnitude of the light flux so that the value of N over the entire exposed surface is constant, i.e. a feedback loop is implemented. The initial selection of the amplitude of the exposure pulses to obtain the necessary amount of local change in the reflection coefficient of the thin film is performed outside the zone of the element's topology, increasing the power of the exposure radiation to obtain the required degree of physico-chemical radiation. Thus, an error in the execution of the first exhibited DOS topology section is eliminated. Example 1. Production of an element with annular zones (annular diffraction gratings, spatial diagram filters, etc.). After installing the substrate with the film and turning the spindle into rotation, the control computer positions the platform 14 so that the focusing area of the radiation is outside the zone of the element topology being formed. Oj, 95. Setting the required reflectance of the film is carried out in one spindle revolution. Then the modulator 2 is turned off, and the control computer 13 stores the signal level. Thereafter, the platform 14 moves to the first outer zone of the fabricated member. A control signal is applied to the input of the modulator 2, and a focused beam of light exposes an annular track on the film. Within the range of a revolution, the power of the light beam continuously changes so that the value of K is constant. Next, the platform 14 moves, and the exposure process is repeated. Example 2. Production of an element with radial strokes or ring segments Z.on (radial grids, rasters, angular scales, code disks, limbs, etc.). The initial selection of the radiation power is carried out in the same way as in Example 1. Then, when exposing the film in the area of the topology of the computer element, depending on the angular position of the substrate, pulse modulation of the laser radiation is synchronous with the rotation of the spindle 8. Thus, the radial strokes obtained by this method consist of overlapping segments of rings of the required length. After exposure, the film is treated in a chemical etchant. Etching of chromium films can be carried out in a 25% aqueous solution of caustic soda and potassium ferrocyanide in the ratio of components 1: 4. Formula of the invention A method of manufacturing diffractive optical elements, including exposing a film deposited on an optical substrate, moving a focused light beam with a variable power and subsequent chemical treatment, characterized in that, in order to reduce scrap and improve the accuracy of topology, measure the local the change in the reflection coefficient of the film under the action of radiation, choose the power of the light beam in accordance with the required value of the local change in the coefficient from Agen film, and changing the power of the light beam is carried out while maintaining the persistence of local variations reflection coefficient of the film under the influence of radiation across the exposed surface.
VU2.2VU2.2