[go: up one dir, main page]

SU1663599A1 - Device for manufacturing regular structure - Google Patents

Device for manufacturing regular structure Download PDF

Info

Publication number
SU1663599A1
SU1663599A1 SU894638737A SU4638737A SU1663599A1 SU 1663599 A1 SU1663599 A1 SU 1663599A1 SU 894638737 A SU894638737 A SU 894638737A SU 4638737 A SU4638737 A SU 4638737A SU 1663599 A1 SU1663599 A1 SU 1663599A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
lenses
reference structure
axis
lens
distance
Prior art date
Application number
SU894638737A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Антонович Пилипович
Александр Вячеславович Романов
Вячеслав Феликсович Ярмолицкий
Александр Иванович Богданович
Original Assignee
Институт электроники АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электроники АН БССР filed Critical Институт электроники АН БССР
Priority to SU894638737A priority Critical patent/SU1663599A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1663599A1 publication Critical patent/SU1663599A1/en

Links

Landscapes

  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может примен тьс  например, дл  изготовлени  шкал и дифракционных решеток. Устройство содержит последовательно установленные и оптически св занные источник 1 когерентного излучени , расширитель 2 пучка, эталонную структуру 3, размещенную на каретке 9, котора  установлена с возможностью перемещени  в направлении, перпендикул рном штрихам эталонной структуры, равноудаленные от этой структуры объективы 4 и 5 с равными фокусными рассто ни ми, оптические оси которых параллельны и лежат в плоскости, перпендикул рной штрихам эталонной структуры 3. Устройство также содержит две диафрагмы 7 и 8, размещенные в общей задней фокальной плоскости объективов 4 и 5 на пути пор дков дифракции, реализуемой на эталонной структуре, объектив 6, передн   фокальна  плоскость которого совмещена с общей задней фокальной плоскостью объективов 4 и 5. Оптическа  ось параллельна оптическим ос м объективов 4 и 5,  вл етс  осью их симметрии и пересекает эталонную структуру 3 в точке пересечени  последней с осью расширител  2. При этом оптическа  ось расширител  2 ориентирована под углом Θ относительно нормали к эталонной структуре 3, диафрагмы 7 и 8 размещены на пути симметричных относительно оси объектива 6 нулевого и первого пор дков дифракции на рассто ни х R от оси объектива 6, а сам объектив 6 расположен на рассто нии D от объективов 4 и 5. Приведены соотношени  дл  вычислени  угла Θ в зависимости от длины λ волны источника 1 и пространственной частоты ν эталонной структуры 3, а также дл  вычислени  рассто ни  D в зависимости от рассто ни  A между ос ми объективов 4 и 5 и от угла Θ и рассто ни  R в зависимости от этого угла и от фокусного рассто ни  F объективов 4 и 5. За объективом 6 на подвижной каретке 9 установлена заготовка 10 со светочувствительным слоем, на котором при перемещении каретки записываетс  периодическа  структура с частотой ν. Изобретение обеспечивает возможность тиражировани  структур с пространственной частотой, равной частоте ν эталонной структуры 3. 1 ил.The invention relates to optical instrumentation and can be used, for example, for the manufacture of scales and diffraction gratings. The device contains sequentially installed and optically coupled coherent radiation source 1, a beam expander 2, a reference structure 3 placed on the carriage 9, which is mounted for movement in a direction perpendicular to the strokes of the reference structure, equidistant from this structure focal distances whose optical axes are parallel and lie in a plane perpendicular to the strokes of the reference structure 3. The device also contains two diaphragms 7 and 8 placed in a common rear The focal plane of lenses 4 and 5 on the path of diffraction orders realized on the reference structure, lens 6, whose front focal plane is aligned with the common rear focal plane of lenses 4 and 5. The optical axis parallel to the optical axis of lenses 4 and 5 is the axis their symmetry and intersects the reference structure 3 at the point of intersection of the latter with the axis of the expander 2. At the same time, the optical axis of the expander 2 is oriented at an angle relative to the normal to the reference structure 3, the diaphragm 7 and 8 are located on the path symmetric about relative to the axis of the lens 6 of zero and first diffraction orders at distances x from the axis of lens 6, and the lens 6 itself is located at a distance d from lenses 4 and 5. Equations are given for calculating the angle Θ depending on the wavelength λ of source 1 and spatial frequency ν of the reference structure 3, as well as for calculating the distance D depending on the distance A between the axes of the lenses 4 and 5 and on the angle and the distance R depending on this angle and on the focal distance F of the lenses 4 and 5 A zagot is mounted behind the lens 6 on the movable carriage 9. Application of the photosensitive layer 10, on which is recorded by moving the carriage periodic structure with a frequency ν. The invention provides the possibility of replicating structures with a spatial frequency equal to the frequency ν of the reference structure 3. 1 sludge.

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано , например, дл  изготовлени  шкал и дифракционных решеток.The invention relates to optical instrumentation and can be used, for example, for the manufacture of scales and diffraction gratings.

Цель изобретени  - обеспечение воз- можности тиражировани  структур с пространственной частотой, равной частоте эталонной структуры.The purpose of the invention is to provide the possibility of replicating structures with a spatial frequency equal to the frequency of the reference structure.

На чертеже изображена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучени , расширитель 2 пучка, эталонную структуру 3, объективы 4-6, диафрагмы 7 и 8 и подвижную каретку 9, на которой за объективом 6 установлена заго- товка 10 со светочувствительным слоем.The device comprises a coherent radiation source 1, a beam expander 2, a reference structure 3, lenses 4-6, diaphragms 7 and 8, and a movable carriage 9, on which a lens 10 with a photosensitive layer is installed behind the lens 6.

Расширитель 2 расположен на пути пучка от источника 1 излучени . За расширителем 2 установлена оптически св занна  с ним эталонна  структура 3, Оптическа  ось расширител  ориентирована под углом О относительно нормали к эталонной структуре , определ емым из соотношени The extender 2 is located on the path of the beam from the source of radiation 1. Behind the expander 2, the reference structure 3 is optically coupled to it, the optical axis of the expander is oriented at an angle O relative to the normal to the reference structure, determined from the ratio

9 arcsin9 arcsin

Av ТAv T

(D(D

где А - длины волны источника 1 излучени ;where A is the wavelength of the radiation source 1;

v - пространственна  частота эталон- ной структуры 3.v is the spatial frequency of the reference structure 3.

За эталонной структурой 3 установлены равноудаленные от нее объективы 4 и 5 с равными фокусными рассто ни ми. Оптические оси объективов 4 и 5 параллельны и лежат в плоскости, перпендикул рной штрихам эталонной структуры 3: Диафрагмы 7 и 8 установлены в общей задней фокальной плоскости объективов 4 и 5 на пути симметричных относительно оптической оси объектива б нулевого и первого пор дков дифракции, реализуемой на эталонной структуре 3, на рассто ни х от оси объектива бThe reference structure 3 is equipped with lenses 4 and 5 equidistant from it with equal focal lengths. The optical axes of lenses 4 and 5 are parallel and lie in a plane perpendicular to the strokes of the reference structure 3: Apertures 7 and 8 are installed in the common rear focal plane of lenses 4 and 5 on a path symmetrical about the optical axis of the objective b of the zero and first diffraction patterns implemented on reference structure 3, at distances x from the axis of the lens b

r ftg в ,r ftg in,

где f - фокусное рассто ние объективов 4 и 5.where f is the focal length of lenses 4 and 5.

Объектив 6 размещен на рассто нии d от объективов 4 и 5, которое определ етс  соотношениемLens 6 is placed at a distance d from lenses 4 and 5, which is determined by the ratio

d d

TtgTTtgt

(2)(2)

где а - рассто ние между оптическими ос ми объективов 4 и 5,where a is the distance between the optical axes of the lenses 4 and 5,

Оптическа  ось объектива б параллельна оптическим ос м объективов 4 и 5,  вл етс  их осью симметрии и пересекает эталонную структуру 3 в точке пересечени  последней с осью расширител  2. Передн   фокальна  плоскость объектива 6 совмещена с общей задней фокальной плоскостью объективов 4 и 5. Эталонна  структура 3 размещена на каретке 9, котора  установлена с возможностью перемещени  в направлении , перпендикул рном штрихам эталонной структуры 3. На подвижной каретке 9 за объективом б установлена также заготовка 10.The optical axis of the lens b parallel to the optical axis of lenses 4 and 5 is their axis of symmetry and intersects the reference structure 3 at the point of intersection of the latter with the axis of the expander 2. The front focal plane of objective 6 is aligned with the common rear focal plane of objectives 4 and 5. Reference structure 3 is placed on the carriage 9, which is mounted for movement in the direction perpendicular to the strokes of the reference structure 3. On the movable carriage 9 behind the lens b, the workpiece 10 is also installed.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Выход щий из источника 1 когерентного излучени  пучок расшир етс  системой 2 и падает на эталон ную структуру 3 под углом в к ее нормали. Величина угла в определ етс , исход  из требовани  симметричности нулевого и первого пор дков дифракции относительно оптической оси объектива 6. Дл  выполнени  этого услови  угол дифракцииThe beam exiting from the coherent radiation source 1 is expanded by system 2 and falls on the reference structure 3 at an angle in to its normal. The magnitude of the angle in is determined based on the requirement that the zero and first orders of diffraction are symmetrical about the optical axis of the lens 6. To fulfill this condition, the diffraction angle

пучка первого пор дка р должен быть равен углу в .the bundle of the first order p must be equal to the angle c.

Испытав дифракцию на структуре 3, пучок проходит объективы 4 и 5, в фокальной плоскости которых формируютс  две системы дифракционных пор дков. Диафрагмы 7 и 8 пропускают два пор дка (по одному от каждой системы), диафрагма 7 - нулевой, диафрагма 8 - первый, которые попадают в объектив 6. За объективом 6 под углом 2в друг к другу распростран ютс  два колли- мированных пучка, которые формируют интерференционную картину в плоскости заготовки 10. Пространственна  частота интерференционной картины равна пространственной частоте эталонной структуры, т.е. v . Одновременно система объективов 4-6 осуществл ет оборачивание волновых фронтов дифрагировавших на эталонной структуре 3 пучков на 180°. При перемещении каретки 9 с эталонной структурой 3 и заготовкой 10 полосы в интерференционной картине остаютс  неподвижными относительно поверхности заготовки и по ее длине формируетс  периодическа  структура .Having experienced diffraction on structure 3, the beam passes through lenses 4 and 5, in the focal plane of which two systems of diffraction order are formed. The diaphragms 7 and 8 pass two orders (one from each system), the diaphragm 7 is zero, the diaphragm 8 is the first that fall into the lens 6. Behind the lens 6 at an angle of 2b to each other, two collimated beams propagate form the interference pattern in the plane of the workpiece 10. The spatial frequency of the interference pattern is equal to the spatial frequency of the reference structure, i.e. v. At the same time, the system of lenses 4-6 reverses the wave fronts of 3 beams diffracted on the reference structure by 180 °. When the carriage 9 with the reference structure 3 and the strip preform 10 is moved in the interference pattern, it remains stationary relative to the surface of the preform and a periodic structure is formed along its length.

П р и м е р. В качестве источника вз т He-Ne-лазер ЛГН-215 (Я 0,633 мкм). Прой- д  расширитель 2 с увеличением-, равным 3, пучок диаметром 6 мм падает на эталонную структуру 3, период которой равен 5 мкм, под углом в, равным 3,6°. Испытав дифракцию на эталонной структуре, пучок проходит объективы 4 и 5 (фокусное рассто ние 20 мм), рассто ние между ос ми которых 10 мм. В месте фокусировки нулевого и первого пор дков дифракции после объективов 4 и 5 установлены диафрагмы 7 и 8, имеющие отверсти  диаметром 10 мкм. На рассто нии d от объективов 4 и 5 установлен объек- тив 6. Рассто ние определ етс  из выражени  (2). При а 10 мм; v 200 лин/мм;Я 0,633 мкм d 79,2 мм. Так как Передн   фокальна  плоскость объектива 6 совпадает с задней фокальной плоскостью объективов 4 и 5, его фокусное рассто ние равно 79,2 - 20 59,2 мм. В результате интерференции прошедших объектив 6 параллельных пучков в плоскости заготовки формируетс  интерференционна  картина, пространственна  частота которой равна V или 200 лин/мм. Эталонна  структура и заготовка размещены на каретке прецизионного устройства перемещени  с аэродинамическими направл ющими. При перемещении каретки, например, с помощью линейного электроддвигател  по длине заготовки формируетс  периодическа  структура.PRI me R. An LGN-215 He-Ne laser (0,633 µm) was taken as the source. Passing the expander 2 with a magnification equal to 3, the beam with a diameter of 6 mm falls on the reference structure 3, the period of which is 5 μm, at an angle of 3.6 °. Having experienced diffraction on the reference structure, the beam passes through lenses 4 and 5 (focal distance 20 mm), the distance between the axes of which is 10 mm. At the focusing point of the zero and first orders of diffraction after the lenses 4 and 5, the diaphragms 7 and 8 are installed, having openings with a diameter of 10 µm. At distance d from lenses 4 and 5, an objective 6 is mounted. The distance is determined from expression (2). When a is 10 mm; v 200 lin / mm; I 0.633 μm d 79.2 mm. Since the front focal plane of lens 6 coincides with the rear focal plane of lenses 4 and 5, its focal distance is 79.2 - 20 59.2 mm. As a result of the interference of the parallel beams passing through the objective 6 in the plane of the workpiece, an interference pattern is formed, the spatial frequency of which is V or 200 lines / mm. The reference structure and the workpiece are placed on the carriage of a precision displacement device with aerodynamic guides. When moving the carriage, for example, by means of a linear electric motor along the length of the workpiece, a periodic structure is formed.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и  Ф орм ул а and з о б р ё te n and

Устройство дл  изготовлени  периодических структур, содержащее последовательно установленные и оптически св занные источник когерентного излучени , расширитель пучка, эталонную структуру , размещенную на каретке, котора  установлена с возможностью перемещени  в направлении, перпендикул рном штрихам эталонной структуры, равноудаленныеA device for producing periodic structures containing sequentially installed and optically coupled source of coherent radiation, a beam expander, a reference structure placed on a carriage that is mounted to move in a direction perpendicular to the strokes of the reference structure, equidistant

от этой структуры первый и второй объективы с равными фокусными рассто ни ми, оптические оси которых параллельны и лежат в плоскости, перпендикул рной штрихам эталонной структуры, две диафрагмы, размещенные в общей задней фокальной плоскости первого и второго объективов, третий объектив, передн   фокальна  плоскость которого совмещена с общей задней фокальной плоскостью первого и второгоFrom this structure, the first and second lenses with equal focal lengths, the optical axes of which are parallel and lie in a plane perpendicular to the strokes of the reference structure, two diaphragms located in the common rear focal plane of the first and second objectives, the third lens, the front focal plane of which combined with a common rear focal plane of the first and second

объективов, а оптическа  ось параллельна оптическим ос м первого и второго объективов  вл етс  их осью симметрии и пересекает эталонную структуру в точке пересечени  последней с осью расширител , отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности тиражировани  структур с пространственной частотой, равной частоте эталонной структуры, оптическа  ось расширител  ориентирована подlenses, and the optical axis parallel to the optical axes of the first and second lenses is their axis of symmetry and intersects the reference structure at the intersection point of the latter with the axis of the expander, characterized in that, in order to enable structures to be replicated with a spatial frequency equal to the frequency of the reference structure, optical axis of the expander is oriented under

углом 0 относительно нормали к эталонной структуре, равным;angle 0 relative to the normal to the reference structure, equal;

0 arcsinAv/2 ,0 arcsinAv / 2,

где Я-длина волны источника излучени ;where I is the wavelength of the radiation source;

V - пространственна  частота эталонной структуры, диафрагмы размещены на рассто ни хV is the spatial frequency of the reference structure, the diaphragms are located at distances

4545

ftg вftg in

от оси третьего объектива, где f - фокусное рассто ние первого и второго объективов, а третий объектив располо- жен на рассто нииfrom the axis of the third lens, where f is the focal distance of the first and second lenses, and the third lens is located at a distance

d a/2tg вd a / 2tg

от первого и второго объективов, где а - рассто ние между оптическими ос ми первого и второго объективов.from the first and second lenses, where a is the distance between the optical axes of the first and second lenses.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для изготовления периодических структур, содержащее последовательно установленные и оптически Связанные источник когерентного излучения, расширитель пучка, эталонную структуру, размещенную на каретке, которая установлена с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном штрихам эталонной структуры, равноудаленные от этой структуры первый и второй объективы с равными фокусными расстояниями, оптические оси которых параллельны и лежат в плоскости, перпендикулярной штрихам эталонной структуры, две диафрагмы, размещенные в общей задней фокальной плоскости первого и второго объективов, третий объектив, передняя фокальная плоскость которого совмещена с общей задней фокальной плоскостью первого и второго объективов, а оптическая ось параллельна оптическим осям первого и второго объективов является их осью симметрии и пересекает эталонную структуру в точке пересечения последней с осью расширителя, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности тиражирования структур с пространственной частотой, равной частоте эталонной структуры, оптическая ось расширителя ориентирована под углом Θ относительно нормали к эталонной структуре, равным;A device for the manufacture of periodic structures containing sequentially mounted and optically coupled coherent radiation source, a beam expander, a reference structure placed on a carriage, which is mounted to move in a direction perpendicular to the strokes of the reference structure, the first and second lenses equally spaced from this structure with equal focal lengths distances, the optical axes of which are parallel and lie in a plane perpendicular to the strokes of the reference structure, two diaphragms, size articulated in the common rear focal plane of the first and second lenses, the third lens, the front focal plane of which is aligned with the common rear focal plane of the first and second lenses, and the optical axis is parallel to the optical axes of the first and second lenses is their axis of symmetry and intersects the reference structure at the intersection point the latter with the axis of the expander, characterized in that, in order to ensure the possibility of replication of structures with a spatial frequency equal to the frequency of the reference structure, optical which axis of the expander is oriented at an angle Θ relative to the normal to the reference structure, equal to; 0 = arcsin Λ v/2 , где Λ-длина волны источника излучения; ν - пространственная частота эталонной структуры, диафрагмы размещены на расстояниях r= ftg Θ от оси третьего объектива, где f - фокусное расстояние первого и второго объективов, а третий объектив расположен на расстоянии d = a/2tg θ от первого и второго объективов, где а расстояние между оптическими осями первого и второго объективов.0 = arcsin Λ v / 2, where Λ is the wavelength of the radiation source; ν is the spatial frequency of the reference structure, the apertures are located at distances r = ftg Θ from the axis of the third lens, where f is the focal length of the first and second lenses, and the third lens is located at a distance d = a / 2tg θ from the first and second lenses, where a the distance between the optical axes of the first and second lenses.
SU894638737A 1989-01-16 1989-01-16 Device for manufacturing regular structure SU1663599A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894638737A SU1663599A1 (en) 1989-01-16 1989-01-16 Device for manufacturing regular structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894638737A SU1663599A1 (en) 1989-01-16 1989-01-16 Device for manufacturing regular structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1663599A1 true SU1663599A1 (en) 1991-07-15

Family

ID=21423403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894638737A SU1663599A1 (en) 1989-01-16 1989-01-16 Device for manufacturing regular structure

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1663599A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2125284C1 (en) * 1996-08-14 1999-01-20 Урвачев Виктор Иванович Method for generation of reflection holograms

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 120561, кл. G 02 В 27/42, 04 11.85. Авторское свидетельство СССР № 1420585, кл, G 02 В 27/42, 02.12.86. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2125284C1 (en) * 1996-08-14 1999-01-20 Урвачев Виктор Иванович Method for generation of reflection holograms

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4140362A (en) Forming focusing diffraction gratings for integrated optics
US4311389A (en) Method for the optical alignment of designs in two near planes and alignment apparatus for performing this method
DE69228338T2 (en) Alignment device
US20090213466A1 (en) Beam splitter apparatus and system
EP0798577A2 (en) Method of forming a grating in an optical waveguide
EP0795116A4 (en) PHASE OFFSET DIFFRACTION INTERFEROMETER
KR20010080342A (en) Wavelength tuning of photo-induced gratings
JP2779102B2 (en) Multi-wavelength interferometer
CN104765099A (en) Device and method for inscribing fiber period adjustable fiber grating
SU1663599A1 (en) Device for manufacturing regular structure
SU1420585A1 (en) Apparatus for producing periodic structures
US6990272B2 (en) Apparatus for generating an optical interference pattern
SU1280561A1 (en) Device for manufacturing periodic structures
EP0486050B1 (en) Method and apparatus for measuring displacement
JP3455264B2 (en) Interferometer
SU1620972A1 (en) Apparatus for making periodic structures
SU1697040A1 (en) Device to build up periodic structure
CN112882347B (en) Grating switchable displacement measuring device, measuring method and photoetching system
SU1345154A2 (en) Device for producing periodic structures
CN120704067A (en) Position measurement device, measurement method and lithography equipment
JP3119476B2 (en) Hologram making device
US6413702B1 (en) Method for making a holographic linear position encoder
Ludman et al. Porous-matrix holography for nonspatial filtering of lasers
Lu et al. Lens centering by using binary phase grating
JPH0439647B2 (en)