Наши клиенты
Внешэкономбанк
Москоу Кантри Клаб
Bayer
Paul Hartman
Gazprom
OSK
КНААПО
Российские Железные Дороги
Опрос
Подвергалась ли Ваша продукция подделке?

Результаты

Голографические оптические элементы

08.12.2012
Голографические оптические элементы

Автор к.ф.м.н. Власов В.И.

Голографическая дифракционная решетка являясь простой по своей структуре, вместе с тем представляет собой сложный и дорогостоящий технологический элемент. Сфера применения таких дифракционных решеток, а в более общем случае, голографических оптических элементов поражает своей широтой. Сюда, например, относится оптика и спектроскопия, лазерная техника и оптоэлетроника, интегральная и волноводная оптика, а также массовое тиражирование голографических защитных элементов, голографической фольги и самоклеящейся пленки для целей полиграфии. Будучи ключевым элементом для применений, периодическая структура, какой является голографическая дифрауционная решетка, служит тест-объектом для оценки и оптимизации голографических регистрирующих сред и всех технологических стадий иготовления ГДР.

Таким образом была показана перспективность применения неорганических (сухих) фоторезистов для создания голографической элементной базы и голографии в широком понимании. Такие фоторезисты отличаются технологичностью и контролируемостью процесса получения заготовок для производства голографических дифракционных решеток/элементов. Здесь представлены некоторые результаты исследования и совершенствования технологии изготовления рельефных голографических дифракционных решеток, а также их основные оптимизированные эксплуатационные характеристики, полученные благодаря современным методам наблюдения за процессом формирования поверхностного рельефа и его сопоставления с характеристиками формируемых ГДР.

topography1.jpg

Исследования проводились на пленках фоторезиста, полученных термическим испарением в вакууме. При этом скорость нанесения выбиралась такой, чтобы обеспечить изначально максимальную светочувствительность фоторезиста. Состав материала контролировался до и после напыления с помощью микрорентгеноспектрального анализа. Лазерный интерфереционный контроль толщины на длине волны неактиничного света обеспечивал выход на заданную толщину голографического фоторезиста, а планетарное вращение подложки в процессе напыления вместе с использованием специальных эффузионных ячеек для распыляемого вещества – равномерность толщины по рабочей поверхности фотопластины. Исходя из прецезионности изготовления голографических дифракционных решеток напыление осуществлялось на специально изготовленные стеклянные подложки с плоскостностью λ/10.

profile1.jpg

profile.jpg

3Dtopography.jpg

В зависимости от задачи (пространственной частоты голографической дифракционной решетки, эксплуатационных параметров, площади элемента, его назначения) выбирается длина волны записывающего излучения. Обычно это источнки синего, зеленого и красного излучения в одномодовом и одночастотном исполнении.

В данных фоторезистах нет наперед заданного параметра светочувствительности. Благодаря уникальным возможностям процесса послеэкспозиционного химического процесса существует возможность существенного увеличения светочувствительности через создание поверхностного рельефа. В результате селективного химического травления (разные скорости травления экспонированных и неэкспонированных участков) исходно амплитудно-фазовая дифракционная решетка преобразуется в рельефно-фазовую. Коэффициент химического усиления по дифракционной эффективности может составлять 1000 – 2000 единиц, что эквивалентно существенному увеличению светочувствительности фоторезиста­­.__ Голографические дифракционные решетки формировались по симметричной схеме двулучевого интерферометра. При этом синусоидальная интерференционная картина записывающего излучения в конечном счете преобразуется в поверхностный рельеф с симметричным профилем штриха. Для записи использовались две длины волны (0.48 и 0.51 мкм) одномодового, одночастотного аргонового лазера. После преобразования голографической дифракционной решетки в рельефно-фазовую ее поверхность металлизируется – на нее в вакууме наносится алюминиевое покрытие. ГДР становится отражательной. Дифракционная эффективность измерялясь в режиме автоколлимации для двух взаимоортогональных поляризаций света и рассчитывалась для неполяризованного света. Пространственная частота отражательных дифракционных решеток составляла 600, 1200, 2400 мм-1. , Характеристики поверхностного рельефа соответствующих голографических дифракционных решеток исследовались с помощью атомно-силового микроскопа АСМ Carl Zeiss Ultra Objective. Полученные результаты представлены на рисунках 1 и 2. Они наглядно демонстрируют высокое качество постадийной обработки ГДР в процессе изготовления. На стадии химической обработки в оригинальных травителях на поверхности рельефной голографической дифракционной решетки не образуется никаких центров рассеяния, стенки голографического гофра имеют гладкую поверхность. Как результат-низкий уровень рассеянного света. Интенсивность рассеянного света для исследованного интервала пространственых частот отражательных ГДР не превышала (2-5)10-7 на расстоянии 10 Å от центра спектральной линии.  

effiency.jpg

На рисунке представлен профиль рельефа, по которому уточняется пространственная частота рельефа и определяются его параметры. В данном случае период решетки равен 1.74 мкм, что соответствует пространственной частоте 575 мм-1Висота рельефного виступа составляет 0.18 периода решетки. При этом график спектральной зависимости дифракционной эффективности отражательной ГДР для поляризованного и неполяризованного света имеет вид, показанный на рисунке   . 

К ленте новостей

Другие статьи

11.02.2013
Печатная электроника и «умные» стикеры Печатная электроника  – использование технологий печати для изготовления электронных компонентов – вскоре совершит переворот во многих областях производства.
19.12.2012
Защита продукции от подделки с помощью генератора случайных чисел или случайным номером. Методов защиты от подделки существует множество, о многих из них подробно рассказано на данном сайте, кое-что предлагает наша компания, например голографические методы, и другие. В данной публикации хочется рассказать о очень эффективном, простом и главное недорогом способе защиты Вашей продукции.