Создание ДОЭ для формирования точечных эталонных изображений в оптических системах
Одиноков С.Б., Сагателян Г.Р., Ковалёв М.С., Соломашенко А.Б., Дроздова Е.А.

Аннотация:
Обоснована возможность формирования изображения в виде пяти расположенных крестообразно точек при помощи дифракционного оптического элемента (ДОЭ), содержащего пять работающих во втором порядке дифракции при наклонном падении света фазовых дифракционных решёток с прямоугольным профилем, занимающих суммарно не более 1% площади ДОЭ. Рассмотрены возможности изготовления ДОЭ с использованием установки плазмохимического травления «Caroline 15 PE». Установлено, что при глубине поверхностного микрорельефа до 1,4 мкм и наклонном падении света достигается дифракционная эффективность ДОЭ до 0,3 – 0,35 во втором порядке дифракции.

Ключевые слова :
оптическое стекло, бинарный микрорельеф, наклонное падение света, глубина канавок, фазовые дифракционные решётки, плазмохимическое травление, дифракционная эффективность.

Литература:

  1. Колосов, М.П. О роли положения зрачков в нерасстраиваемых оптических системах угломеров с каналом геометрического эталона / М.П. Колосов, А.Я. Гебгарт, А.Ю. Ка­ре­лин. – Оптический журнал. – 2012. – Т. 79, № 2. – С. 48-53.
  2. Гебгарт, А.Я. Нерасстраиваемые оптические системы угломеров с неподвижной линией визирования / А.Я. Гебгарт, М.П. Колосов // Оптический журнал. – 2010. –Т. 77, № 10. – С. 48-53.
  3. Гебгарт, А.Я. Углоизмерительный прибор / А.Я. Гебгарт, М.П. Колосов – Патент РФ № 2470258. – Бюл. № 35 от 20.12.2012.
  4. Федосеев, В.И. Оптико-электронные приборы ориентации и навигации космических аппаратов / В.И. Федосеев, М.П. Колосов. – М.: Логос, 2007. – 247 с.
  5. Golub, M.A. Computer generated diffractive multi-focal lens / M.A. Golub, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S.I Kharitonov, V.A. Soifer // Journal of Modern Optics. – 1992. – Vol. 39, N 6. – P. 1245-1251.
  6. Sedukhin, A.G. High-efficiency multiple imaging in three-dimensional space // Optics Communications. – 2004. – Vol. 236, N 1-3. – P. 21-31.
  7. Doskolovich, L.L. Focusators for laser-branding / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S.I. Kharitonov, G.V. Usplenjev // Optics and Lasers in Engineering. – 1991. – Vol. 15, N 5. – P. 311-322.
  8. Soifer, V.A. Multifocal diffractive elements / V.A. Soifer, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Optical Engineering. – 1994. – Vol. 33, N 11. – P. 3610-3615.
  9. Kazanskiy, N.L. Binary beam splitter / N.L. Kazanskiy, R.V. Skidanov // Applied Optics. – 2012. – Vol. 51, N 14. – P. 2672-2677.
  10. Малышев, В.И. О методах использования дифракционных решёток-эшелетт в космической ИК-спектромет­рии (Обзор литературы и рекомендации). – М.: Изд-во ФИАН, 1993. – 52 с.
  11. Балясников, Н.М. Способ изготовления вогнутых дифракционных решёток со ступенчатым профилем штрихов / Н.М. Балясников, Я.К. Лукашевич, А.А. Варфоломеев и Ю.П. Стрельников – Патент РФ № 1799161. – 10.05.1995.
  12. Абульханов, С.Р. Методы изготовления элементов дифракционной оптики резанием на станках с ЧПУ / С.Р. Абульханов, Н.Л. Казанский, Л.Л. Досколович, О.Ю. Казакова // СТИН. – 2011. – № 9. – С. 22-27.
  13. Волков, А.В. Формирование микрорельефа ДОЭ с использованием халькогенидных стеклообразных полупроводников / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, Г.Ф. Костюк, С.А. Костюкевич, П.Е. Шепелявый // Компьютерная оптика. – 1999. – № 19. – С. 129-131.
  14. Волков, А.В. Разработка технологии получения дифракционного оптического элемента с субмикронными размерами рельефа в кремниевой пластине / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Е. Рыбаков // Компьютерная оптика. – 1998. – № 18. – С. 130-133.
  15. Pavelyev, V.S. Formation of diffractive microrelief on diamond film surface / V.S. Pavelyev, S.A. Borodin, N.L. Kazanskiy, G.F. Kostyuk, A.V. Volkov // Optics & Laser Technology. – 2007. – Vol. 39, N 6. – Р. 1234-1238.
  16. Казанский, Н.Л. Исследование особенностей процесса анизотропного травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков // Микроэлектроника. – 2004. – Том 33, № 3. – С. 209-224.
  17. Казанский, Н.Л. Формирование оптического микрорельефа во внекатодной плазме высоковольтного газового разряда / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков. – М.: Радио и связь, 2009. – С. 220.
  18. Нестеренко, Д.В. Создание криволинейных дифракционных решёток для ультрафиолетового диапазона / Д.В. Не­стеренко, С.Д. Полетаев, О.Ю. Моисеев, Д.М. Якунен­кова, А.В. Волков, Р.В. Скиданов // Известия Самарского научного центра РАН. – 2011. – Том 13, № 4-1. – С. 66-71.
  19. Казанский, Н.Л. Исследовательско-технологический центр дифракционной оптики / Н.Л. Казанский // Известия Самарского научного центра РАН, 2011. – Том 13, № 4-1. – С. 54-62.
  20. Golub, M.A. The technology of fabricating focusators of infrared laser radiation / M.A. Golub, O.E. Rybakov, G.V. Usplenjev, A.V. Volkov, S.G. Volotovsky // Optics and Laser Technology. – 1995. – Vol. 27, N 4. – P. 215-218.
  21. Волков, А.В. Исследование технологии плазменного травления для получения многоуровневых дифракционных оптических элементов / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Е. Рыбаков // Компьютерная оптика. – 1998. – № 18. – С. 127-130.
  22. Bezus, E.A. Evanescent-wave interferometric nanoscale photolithography using guided-mode resonant gratings / E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Microelectronic Engineering. – 2011. – Vol. 88, N 2. – P. 170-174.
  23. Безус, Е.А. Формирование интерференционных картин затухающих электромагнитных волн для наноразмерной литографии с помощью волноводных дифракционных решёток / Е.А. Безус, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский // Квантовая электроника. – 2011. – Том 41, № 8. – C. 759-764.
  24. Ландсберг, Г.С. Элементарный учебник физики. Т.3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. / Г.С. Ландсберг. – М.: Наука, 1985. – 656 c.
  25. Рожков, О.В. Воспроизведение цветокодированной фазооптической записи в системах отображения информации / О.В. Рожков, Л.Н. Тимашова // Труды МВТУ им. Н.Э. Баумана. –1979. – № 309. – С. 21-36.
  26. Knop, K. Color Pictures Using the Zero Diffraction Order of Phase Grating Structures / K. Knop // Optics Communication. – 1976. – V. 18, N 3. – P. 298-303.
  27. Берлин, Е.В. Реактивное ионно-плазменное травление и осаждение: установка «Каролина-15» / Е.В. Берлин, С.А. Двинин, Н.И. Морозовский, Л.А. Сейдман // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2005. – № 8. – С. 78 -80.
  28. Берлин, Е.В. Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких плёнок / Е.В. Берлин, С.А. Двинин, Л.А. Сейдман. – М.: Техносфера, 2007. – С. 165-169.
  29. Берлин, Е.В. Ионно-плазменные процессы в тонко-пленочной технологии / Е.В. Берлин, Л.А. Сейдман. – М.: Техносфера, 2010. – 544 с.
  30. Голуб, М.А. Фокусаторы лазерного излучения ближнего ИК-диапазона / М.А. Голуб, Л.Л. Досколович, Н.Л. Ка­занский, И.В. Климов, В.А. Сойфер, Г.В. Успленьев, В.Б. Цветков, И.А. Щербаков // Письма в ЖТФ. – 1992. – Т. 18, № 15. – С. 39-41.
  31. Волков, А.В. Изготовление и экспериментальное исследование фокусаторов в кольцо и в две точки / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, Г.В. Успленьев // Компьютерная оптика. – 1999. – № 19. – C. 132-136.
  32. Волков, А.В. Создание и исследование бинарных фокусаторов для мощного ND-YAG лазера / А.В. Волков, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, Г.В. Успленьев, А. Занелли // Компьютерная оптика. – 2000. – № 20. – C. 84-89.
  33. Волков, А.В. Расчёт скорости плазмохимического травления кварца / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков // Компьютерная оптика. – 2001. – № 21. – C. 121-125.
  34. Одиноков, С.Б. Технология изготовления дифракционных и голограммных оптических элементов с функциональным микрорельефом поверхности методом плазмохимического травления / С.Б. Одиноков, Г.Р. Сагателян // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. – 2010. – № 2. – С. 92-104.
  35. Досколович, Л.Л. Расчет радиально-симметричных преломляющих поверхностей с учётом френелевских потерь / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2008. – Том 32, № 2. – С. 201-203.
  36. Налимов, А.Г. Моделирование формирования изображения зонной пластинкой в рентгеновском излучении / А.Г. Налимов, В.В. Котляр, В.А. Сойфер. – Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 3. – С. 290-296.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20