DE102009029324A1

DE102009029324A1 - Reflective diffraction grating for e.g. spectral fragmentation of light in spectrometer, has metal layer including upper side comprising structure, dielectric layer applied on upper side, and another dielectric layer comprising structure

Info

Publication number: DE102009029324A1
Application number: DE200910029324
Authority: DE
Inventors: Oliver Sandfuchs; Robert Brunner
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-10
Also published as: DE102009029324B4

Abstract

The grating (1) has a metal layer (2) including an upper side (3) comprising a blaze structure. A dielectric layer (4) is applied on the upper side of the metal layer. Another dielectric layer (5) is arranged on the former dielectric layer, and comprises a blaze structure e.g. anti-reflex structure. The dielectric layers exhibit flat sides, which are arranged on top of one another. One of the blaze structures exhibits an asymmetrical profile. The metal layer is formed as a coating on a structured non-metallic substrate. A side of the latter dielectric layer is turned away from the metal layer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein reflektives Beugungsgitter. Solche Beugungsgitter können beispielsweise für die spektrale Zerlegung von Licht in einem Spektrometer oder auch für abbildende Optiksysteme eingesetzt werden.The present invention relates to a reflective diffraction grating. Such diffraction gratings can be used, for example, for the spectral decomposition of light in a spectrometer or else for imaging optical systems.

Bekannte reflektive Beugungsgitter, wie z. B. solche, bei denen eine Metallschicht strukturiert ist, um ein Beugungsgitter in Reflexionsgeometrie bereitzustellen, besitzen nur bei einer einzigen definierten Wellenlänge eine maximale Beugungseffizienz. Für kürzere und längere Wellenlängen im Vergleich zu der definierten Wellenlänge mit maximaler Beugungseffizienz fällt die Beugungseffizienz merklich ab und dies um so stärker, je breiter der Wellenlängenbereich ist, für den das Beugungsgitter ausgelegt ist.Known reflective diffraction gratings, such. For example, those in which a metal layer is patterned to provide a diffraction grating in reflection geometry have maximum diffraction efficiency only at a single defined wavelength. For shorter and longer wavelengths compared to the defined wavelength with maximum diffraction efficiency, the diffraction efficiency drops noticeably, and the greater the wider the wavelength range for which the diffraction grating is designed.

Für abbildende Optiksysteme, bei denen das Beugungsgitter in Transmissionsgeometrie verwendet wird, konnte im Wellenlängenbereich von 450–650 nm durch eine rein dielektrische Struktur aus zwei oder mehr Schichten ein im wesentlichen spektral unabhängiger Effizienzverlauf erzeugt werden, wie dies z. B. in der EP 1 148 355 A1 beschrieben ist.For imaging optical systems in which the diffraction grating is used in transmission geometry, could be generated in the wavelength range of 450-650 nm by a purely dielectric structure of two or more layers, a substantially spectrally independent efficiency curve, as z. B. in the EP 1 148 355 A1 is described.

Diese Lösung führt bei Verwendung von optischen Gläsern als dielektrische Materialien zu Strukturhöhen, die typischerweise deutlich größer als 5 μm sind. Der Grund hierfür ist die Dispersion der Materialien, die bei diesem Prinzip extrem unterschiedlich sein muß. Es ist bisher nicht gelungen, den Lösungsansatz auf die Reflexionsgeometrie zu übertragen. Ein trivialer Lösungsansatz, zwei dielektrische Gitterstrukturen auf einen planen Metallspiegel aufzubringen, weist folgende Nachteile auf, die eine Anwendung in Reflexionsgeometrie bei Gitterperioden von kleiner als 10 μm unmöglich macht.When using optical glasses as dielectric materials, this solution leads to structural heights which are typically significantly greater than 5 μm. The reason for this is the dispersion of the materials, which must be extremely different in this principle. It has not yet been possible to transfer the approach to the reflection geometry. A trivial approach to apply two dielectric grating structures on a plane metal mirror, has the following disadvantages, which makes it impossible to use in reflection geometry with grating periods of less than 10 microns.

Bei einer Bandbreite von 200 nm würden die Profilhöhen der einzelnen dielektrischen Strukturen jeweils größer als 5 μm sein. Bei einer Bandbreite von 500 nm erreichen die Profilhöhen schon Werte von größer als 10 μm. Dies führt bei kleinen Gitterperioden zu extremen Aspektverhältnissen und Abschaffungsverlusten in der Beugungseffizienz.With a bandwidth of 200 nm, the profile heights of the individual dielectric structures would each be greater than 5 μm. With a bandwidth of 500 nm, the profile heights already reach values of more than 10 μm. This results in extreme aspect ratios and abolition losses in the diffraction efficiency for small grating periods.

Je höher die Profilhöhen sind, desto geringer wird die laterale Versatztoleranz der beiden dielektrischen Teilgitter. Das führt dazu, daß eine ausreichend genaue Justage der beiden Teilgitter zueinander nicht mehr möglich ist, so daß unerwünschte Oszillation in der Beugungseffizienz auftreten, die besonders bei Anwendungen in der spektralen Sensorik nicht akzeptabel sind.The higher the profile heights, the lower the lateral offset tolerance of the two dielectric sublattices. The result is that a sufficiently accurate adjustment of the two sub-grids to each other is no longer possible, so that undesirable oscillation occur in the diffraction efficiency, which are not acceptable especially in applications in the spectral sensor.

Die bekannten Strukturen weisen zwischen den beiden dielektrischen Teilgittern einen Luftspalt auf. Eine alternative Ausführungsform ohne Luftspalt, mit direktem, verschachteltem Kontakt der Strukturen, wie dies z. B. in der US 6,122,104 beschrieben ist, ist praktisch nur sehr schwer realisierbar und erzeugt durch Fehler und Defekte an den strukturierten Grenzflächen erhebliches Falschlicht.The known structures have an air gap between the two dielectric sub-gratings. An alternative embodiment without an air gap, with direct, nested contact of the structures, as z. B. in the US 6,122,104 is described, is practically very difficult to implement and generated by errors and defects at the structured interfaces considerable false light.

Dielektrische Materialien, wie optische Gläser, lassen zwar eine Kombination mit einer möglichst hohen Abbe-Zahl-Differenz zu. Jedoch ist diese Differenz praktisch auf etwa maximal 60 begrenzt.Dielectric materials, such as optical glasses, allow a combination with the highest possible Abbe number difference. However, this difference is practically limited to about 60 maximum.

Zudem weisen hochbrechende Materialien stets einen so hohen Brechungsindex auf, daß in Reflexionsgeometrie beim Durchgang durch vier strukturierte Grenzflächen an Luft insgesamt erhebliche Fresnel-Verluste auftreten.In addition, high-index materials always have such a high refractive index that considerable reflection losses occur in reflection geometry when passing through four structured interfaces in air.

Darüber hinaus besitzen optische Gläser keinen geeigneten Dispersionsverlauf, der für das Erreichen einer extrem hohen Bandbreite (größer als 300 nm oder insbesondere größer als 500 nm) erforderlich wäre.Moreover, optical glasses do not have a suitable dispersion characteristic which would be required for achieving an extremely high bandwidth (greater than 300 nm or in particular greater than 500 nm).

Ferner ist noch anzumerken, daß die bekannten Lösungen in Transmission auf sägezahnförmigen Blaze-Strukturen mit großen Gitterperioden (größer als 10 km) basieren, die gemäß der skalaren Beugungstheorie eine hohe Effizienz erreichen, jedoch für Perioden darunter zu einer starken Reduktion der Beugungseffizienz durch Abschattungseffekte führen, und das um so stärker, je höher die Profilstrukturen werden.It should also be noted that the known solutions in transmission are based on sawtooth-shaped blazed structures with large grating periods (greater than 10 km) which achieve high efficiency according to scalar diffraction theory, but for periods below lead to a strong reduction in diffraction efficiency due to shadowing effects , and the stronger, the higher the profile structures become.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein reflektives Beugungsgitter zur Verfügung zu stellen, das in einem möglichst großen Bandbreitenbereich einen nahezu konstanten Beugungseffizienzverlauf erreicht.Proceeding from this, it is an object of the present invention to provide a reflective diffraction grating which achieves a nearly constant diffraction efficiency profile over as wide a bandwidth range as possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein reflektives Beugungsgitter mit einer Metallschicht, deren Oberseite eine erste Blaze-Struktur aufweist, einer auf der Oberseite der Metallschicht aufgebrachten ersten dielektrischen Schicht sowie einer auf der ersten dielektrischen Schicht angeordneten zweiten dielektrischen Schicht, die eine zweite Blaze-Struktur aufweist.According to the invention, the object is achieved by a reflective diffraction grating with a metal layer whose upper side has a first blazed structure, one applied on top of the metal layer first dielectric layer and a second dielectric layer disposed on the first dielectric layer and having a second blazed structure.

Durch die erfindungsgemäße Lösung der strukturierten Metalloberfläche (erste Blaze-Struktur) wird einerseits eine sehr hohe effektive Brechzahldifferenz erzeugt (zwei mal die Brechzahl der ersten dielektrischen Schicht) und andererseits eine effektive, strukturinduzierte Abbe-Zahl generiert, die um den Faktor n₁/(n₁ – 1) größer ist als die Abbe-Zahl des ersten dielektrischen Materials selbst, wobei n₁ die Brechzahl des ersten dielektrischen Materials ist.The solution according to the invention of the structured metal surface (first blaze structure) on the one hand produces a very high effective refractive index difference (twice the refractive index of the first dielectric layer) and, on the other hand, generates an effective structure-induced Abbe number which is reduced by the factor n ₁ / ( n ₁ - 1) is greater than the Abbe number of the first dielectric material itself, where n _{1 is} the refractive index of the first dielectric material.

Der Faktor n₁/(n₁ – 1) wird um so größer, je kleiner n₁ ist, so daß die Verwendung eines niederbrechenden Materials für die erste dielektrische Schicht vorteilhaft ist.The factor n ₁ / (n ₁ -1) becomes greater the smaller n ₁ is, so that the use of a low-refractive index material for the first dielectric layer is advantageous.

Darüber hinaus führen die hohe effektive Brechzahldifferenz von 2·n₁ sowie die hohe effektive strukturindizierte Abbe-Zahl vorteilhaft dazu, daß geringere Gitterhöhen ausreichen. Die Summe der Gitterhöhen beider Blaze-Strukturen ist bevorzugt kleiner als 10 μm. Dadurch wird die Herstellbarkeit des reflektiven Beugungsgitters erleichtert.In addition, the high effective refractive index difference of 2 * n ₁ and the high effective structure-indicated Abbe number advantageously lead to lower grid heights being sufficient. The sum of the grid heights of both blaze structures is preferably less than 10 μm. As a result, the manufacturability of the reflective diffraction grating is facilitated.

Erfindungsgemäß kann die Brechungsindizes der beiden dielektrischen Schichten nahezu gleich gewählt werden und trotzdem kann eine effektive, strukturindizierte Differenz der Abbe-Zahlen von ca. 80–400 erreicht werden. Damit sind nun vorteilhafterweise Materialkombinationen möglich, die ohne die Blaze-Struktur der Metallschicht zu einem reflektiven Beugungsgitter führen würden, das eine schlechte Beugungseffizienz über einen geringen Bandbreitenbereich bei gleichzeitig hohen und damit nicht mehr praktisch interessanten Profilhöhen aufweisen würde.According to the invention, the refractive indices of the two dielectric layers can be chosen to be almost equal, and yet an effective, structurally-indicated difference in the Abbe numbers of about 80-400 can be achieved. This now advantageously material combinations are possible, which would lead to a reflective diffraction grating without the blaze structure of the metal layer, which would have a low diffraction efficiency over a narrow bandwidth range at the same time high and thus no longer practical profile heights.

Unter einem großen Bandbreitenbereich wird hier ein Bereich von größer als 300 nm und insbesondere größer als 500 nm verstanden.A wide bandwidth range is understood here to mean a range of greater than 300 nm and in particular greater than 500 nm.

Ferner können mit dem erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitter die unerwünschten Abschattungseffekte in Reflexion, die insbesondere bei kleinen Gitterperioden auftreten und die achromatisierte Gesamteffizienz verringern würden, deutlich reduziert werden.Furthermore, with the reflective diffraction grating according to the invention, the unwanted shading effects in reflection, which occur in particular in the case of small grating periods and would reduce the overall achromatized efficiency, can be significantly reduced.

Bei dem erfindungsgemäßen Beugungsgitter können beide dielektrischen Schichten eine plane Seite aufweisen, die aufeinander angeordnet sind. Ein solches Beugungsgitter ist besonders einfach herzustellen.In the diffraction grating according to the invention, both dielectric layers can have a planar side, which are arranged on top of one another. Such a diffraction grating is particularly easy to manufacture.

Ferner kann die zweite Blaze-Struktur auf der von der Metallschicht abgewandten Seite der zweiten dielektrischen Schicht ausgebildet sein. Sie kann jedoch auch auf der der Metallschicht zugewandten Seite der zweiten dielektrischen Schicht ausgebildet sein.Furthermore, the second blaze structure may be formed on the side of the second dielectric layer facing away from the metal layer. However, it may also be formed on the metal layer side facing the second dielectric layer.

Zumindest eine der Blaze-Strukturen weist ein Sägezahn-Profil und/oder eine asymmetrische Profilform auf. Damit wird eine sehr hohe Beugungseffizienz erreicht.At least one of the blaze structures has a sawtooth profile and / or an asymmetrical profile shape. This achieves a very high diffraction efficiency.

Insbesondere können die Gitterperioden der beiden Blaze-Strukturen gleich sein.In particular, the grating periods of the two blaze structures can be the same.

Die beiden Blaze-Strukturen können dann so zueinander ausgerichtet sein, daß die Orte der maximalen Profilhöhen in lateraler Richtung nicht zueinander versetzt sind oder um ein vorbestimmten Abstand (der kleiner ist als die Gitterperiode) zueinander versetzt sind.The two blazed structures can then be aligned with each other such that the locations of the maximum profile heights are not offset from one another in the lateral direction or offset from one another by a predetermined distance (which is smaller than the grating period).

Die Metallschicht kann als Beschichtung auf einem strukturierten, nicht metallischen Substrat ausgebildet sein. Natürlich kann das Substrat auch metallisch sein. Insbesondere kann die Metallschicht als Vollmaterial mit strukturierter Oberfläche vorgesehen sein.The metal layer may be formed as a coating on a structured, non-metallic substrate. Of course, the substrate can also be metallic. In particular, the metal layer may be provided as a solid material with a structured surface.

Das gesamte reflektive Beugungsgitter kann auf einem Träger ausgebildet sein, der entweder eben ist oder der eine vorbestimmte Krümmung aufweist.The entire reflective diffraction grating may be formed on a support which is either flat or has a predetermined curvature.

Die erste dielektrische Schicht kann auf beiden Seiten eine Blaze-Struktur aufweisen. Ferner kann die Profilform zumindest einer der Blaze-Strukturen eine überhängende Flanke enthalten.The first dielectric layer may have a blazed structure on both sides. Furthermore, the profile shape of at least one of the blaze structures can contain an overhanging flank.

Ferner ist es möglich, die beiden Blaze-Strukturen asymmetrisch mit jeweils einer senkrechten und einer nicht senkrechten Flanke auszubilden, wobei die beiden Blaze-Strukturen so zueinander angeordnet sind, daß die Steigung der nicht senkrechten Flanken unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.Furthermore, it is possible to form the two blazed structures asymmetrically, each with a vertical edge and a non-perpendicular flank, wherein the two blazed structures are arranged relative to one another such that the pitch of the non-perpendicular flanks has different signs.

Das Beugungsgitter kann mehr als zwei dielektrische Schichten sowie mehr als zwei Blaze-Strukturen aufweisen. The diffraction grating may have more than two dielectric layers as well as more than two blazed structures.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 1 a schematic view of a first embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des Beugungsgitters 1 von 1; 2 a schematic representation for explaining the operation of the diffraction grating 1 from 1 ;

3 ein Abbe-Diagramm; 3 an Abbe diagram;

4 ein Diagramm der relativen Teildispersion; 4 a diagram of the relative partial dispersion;

5 ein Diagramm zur Erläuterung der Beugungseffizienz für einen Wellenlängenbereich von 400–700 nm; 5 a diagram for explaining the diffraction efficiency for a wavelength range of 400-700 nm;

6 ein Diagramm zur Erläuterung der Beugungseffizienz für einen Wellenlängenbereich von 400–1000 nm; 6 a diagram for explaining the diffraction efficiency for a wavelength range of 400-1000 nm;

7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 7 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

8 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 8th a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 9 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

10 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 10 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

11 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 11 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

12 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 12 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 13 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

14 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters; 14 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating;

15 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters, und 15 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating, and

16 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters. 16 a schematic representation of another embodiment of the inventive reflective diffraction grating.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße reflektive Beugungsgitter 1 eine Metallschicht 2, deren Oberseite 3 als Blaze-Struktur ausgebildet ist, eine erste dielektrische Schicht 4, deren der Oberseite 3 der Metallschicht 2 zugewandte Seite komplementär zur Blaze-Struktur der Metallschicht 2 und deren der Oberseite 3 abgewandte Seite plan ausgebildet ist, sowie eine auf der ersten dielektrischen Schicht 4 ausgebildete zweite dielektrische Schicht 5.At the in 1 embodiment shown comprises the inventive reflective diffraction grating 1 a metal layer 2 whose top 3 is formed as a blaze structure, a first dielectric layer 4 , whose the top 3 the metal layer 2 facing side complementary to the blaze structure of the metal layer 2 and those of the top 3 opposite side is formed plan, and one on the first dielectric layer 4 formed second dielectric layer 5 ,

Die der ersten dielektrischen Schicht 4 zugewandte Seite der zweiten dielektrischen Schicht 5 ist ebenfalls plan ausgebildet. Die der ersten dielektrischen Schicht 4 abgewandten Oberseite der zweiten dielektrischen Schicht 5 ist wiederum als Blaze-Struktur ausgebildet.The first dielectric layer 4 facing side of the second dielectric layer 5 is also designed plan. The first dielectric layer 4 remote from the top of the second dielectric layer 5 is again designed as a blaze structure.

Die erste dielektrische Schicht 4 weist einen ersten Brechungsindex n₁ und die zweite dielektrische Schicht weist einen Brechungsindex n₂ auf. Das Medium (z. B. Luft), das die Grenzfläche zur Blaze-Struktur der zweiten Schicht bildet, weist einen Brechungsindex n₀ auf. Zur Verdeutlichung sind die Brechungsindizes in 1 eingezeichnet.The first dielectric layer 4 has a first refractive index n ₁ and the second dielectric layer has a refractive index n ₂ . The medium (eg, air) that forms the interface with the blaze structure of the second layer has a refractive index n ₀ . For clarity, the refractive indices are in 1 located.

Durch die Blaze-Struktur der Metallschicht 2 wird eine effektive Brechungsindexdifferenz zwischen der ersten dielektrischen Schicht 4 und der Metallschicht 2 von 2·n₁ erzeugt. Wäre die Oberseite 3 der Metallschicht nicht strukturiert, wäre die erreichbare Brechungsindexdifferenz nie besser als n₁ – 1 (= Brechungsindexdifferenz beim Übergang in Luft).Through the blaze structure of the metal layer 2 becomes an effective refractive index difference between the first dielectric layer 4 and the metal layer 2 generated by 2 · n ₁ . Would be the top 3 If the metal layer is not structured, the achievable refractive index difference would never be better than n ₁ - 1 (= refractive index difference in the transition in air).

Ferner wird eine effektive, strukturinduzierte Abbe-Zahl generiert, die um den Faktor n₁/(n₁ – 1) größer ist als die Abbe-Zahl des Materials selbst. Dieser Faktor wird somit um so größer, je kleiner n₁ wird, so daß insbesondere niederbrechende Materialien von Vorteil sind. Aufgrund der beiden beschriebenen Eigenschaften können Gitterhöhen d₁ und d₂ von z. B. kleiner als 5 μm erreicht werden, obwohl das erfindungsgemäße Beugungsgitter 1 einen nahezu konstanten Effizienzverlauf über eine sehr große Bandbreite von z. B. größer als 300 nm aufweist, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben werden.Furthermore, an effective, structure-induced Abbe number is generated, which is larger than the Abbe number of the material itself by the factor n ₁ / (n ₁ -1). Thus, the smaller n ₁ becomes, the larger this factor becomes that in particular low-refractive materials are advantageous. Due to the two properties described lattice heights d ₁ and d ₂ of z. B. be achieved less than 5 microns, although the diffraction grating of the invention 1 a nearly constant efficiency over a very wide range of z. B. greater than 300 nm, as will be described in detail below.

Nach dem erläuterten Prinzip können somit die Brechungsindizes der beiden dielektrischen Schichten 4, 5 nahezu gleich gewählt und trotzdem kann eine effektive, strukturinduzierten Differenz der Abbe-Zahlen von ca. 80–400 erzielt werden. Dadurch sind erheblich kleinere Strukturhöhen (Gitterhöhen) und geringere Fresnel-Verluste beim zweimaligen Durchgang durch dieselbe Grenzschicht erreichbar.According to the principle explained, the refractive indices of the two dielectric layers can thus be used 4 . 5 Almost equal and yet an effective, structurally induced difference of the Abbe numbers of about 80-400 can be achieved. As a result, considerably smaller structural heights (grid heights) and lower Fresnel losses can be achieved by passing through the same boundary layer twice.

Des weiteren reduziert die strukturierte Oberseite 3 der Metallschicht 2 die Abschattungseffekte bei Reflexion, die besonders bei kleinen Gitterperioden auftreten und die achromatisierte Gesamteffizienz verringern würden.Furthermore, the structured top reduces 3 the metal layer 2 the shadowing effects of reflection, which occur especially with small grating periods and would reduce the overall achromatized efficiency.

In 2 ist schematisch die Beugung eines einfallenden Lichtstrahles 6 mit den Wellenlängen λ₁ und λ₂ gezeigt, wobei die erste Beugungsordnung für λ₁ mit 7 und die erste Beugungsordnung für λ₂ mit 8 bezeichnet ist.In 2 is schematically the diffraction of an incident light beam 6 shown with the wavelengths λ ₁ and λ ₂ , wherein the first diffraction order for λ ₁ with 7 and the first diffraction order for λ ₂ with 8th is designated.

Die Materialauswahl für die dielektrischen Schichten 4 und 5 kann wie folgt durchgeführt werden. Im folgenden wird von einem senkrechten Lichteinfall ausgegangen, wie in 2 schematisch dargestellt. Bei einem nicht senkrechten Lichteinfall sind die nachfolgend angegebenen Formeln entsprechen anzupassen. Unter Vernachlässigung von Fresnel- und Beer-Verlusten kann die skalare Beugungseffizienz η_m(λ) der m-ten Beugungsordnung wie folgt geschrieben werden: η_m(λ) = sinc²(α(λ) ± m) (1) The choice of material for the dielectric layers 4 and 5 can be done as follows. In the following it is assumed that a vertical incidence of light, as in 2 shown schematically. For non-perpendicular incidence of light, the formulas given below should be adjusted accordingly. Neglecting Fresnel and Beer losses, the scalar diffraction efficiency η _m (λ) of the m-th diffraction order can be written as follows: η _m (λ) = sinc ² (α (λ) ± m) (1)

Wenn für die erste Beugungsordnung (m = 1) eine 100%-ige Beugungseffizienz gefordert wird, folgt die Forderung, daß α(λ) gleich 1 sein soll.If a 100% diffraction efficiency is required for the first diffraction order (m = 1), then it is demanded that α (λ) should be equal to 1.

Für das Beugungsgitter 1 gemäß 1 läßt sich α(λ) wie folgt darstellen:

For the diffraction grating 1 according to 1 can α (λ) be represented as follows:

In Formel 2 bezeichnet α₁ ^R(λ) den Anteil aufgrund der Reflexion an der Blaze-Struktur der Metallschicht 2 und bezeichnet 2α₂ ^T(λ) den Anteil aufgrund des zweimaligen Durchlaufens der zweiten dielektrischen Schicht 5.In Formula 2, α ₁ ^R (λ) denotes the content due to reflection on the blaze structure of the metal layer 2 and 2α ₂ ^T (λ) denotes the proportion due to passing the second dielectric layer twice 5 ,

Da es praktisch mit dem beschriebenen Zweischichtsystem (zwei dielektrische Schichten 4 und 5 sowie die strukturierte Metallschicht 2) nicht möglich ist, daß für alle Wellenlängen α(λ) = 1 ist, wird zum Erreichen einer möglichst hohen Beugungseffizienz für einen Wellenlängenbereich von λ₁ bis λ₂ gefordert, daß α für die Wellenlängen λ₁ und λ₂ jeweils 1 ist und für die Wellenlänge λ₀(α(λ₀) = α₀), die zwischen λ₁ und λ₂ liegt, möglichst gleich 1 sein soll.Since it is practically with the described two-layer system (two dielectric layers 4 and 5 as well as the structured metal layer 2 ) is not possible for all wavelengths α (λ) = 1, is required to achieve the highest possible diffraction efficiency for a wavelength range of λ ₁ to λ ₂ that α for the wavelengths λ ₁ and λ _{2 are} each 1 and for the wavelength λ ₀ (α (λ ₀ ) = α ₀ ), which lies between λ ₁ and λ ₂ , should be equal to 1 as possible.

Aus diesen Forderungen können die Profilhöhen d₁ und d₂ sowie α₀ wie folgt dargestellt werden:

wobei folgende abkürzende Schreibweisen verwendet wurden

From these requirements, the profile heights d ₁ and d ₂ and α ₀ can be represented as follows:

the following abbreviations were used

Nachdem die Profilhöhen d₁ und d₂ größer als 0 sind, folgt daraus nachfolgende Bedingung 1 ν C / 1 > ν C / 2 > |ν C / G| Since the profile heights d ₁ and d _{2 are} greater than 0, the following condition 1 follows ν C / 1> ν C / 2> | ν C / G |

ν C / 1 sollte möglichst groß sein, jedoch bevorzugt mindestens größer als 55 (Bedingung 2). ν C / 1 should be as large as possible, but preferably at least greater than 55 (condition 2).

ν C / 2 sollte möglichst nah an dem Betrag von ν_G sein, insbesondere sollte folgende Ungleichung erfüllt sein

(Bedingung 3).

ν C / 2

should be as close as possible to the amount of ν _G , in particular the following inequality should be satisfied

(Condition 3).

Aus der Forderung α₀ = 1 kann abgeleitet werden, daß P₂ größer sein soll als P₁ (= Bedingung 4) und daß ΔP möglichst groß sein soll. Darunter wird hier insbesondere verstanden, daß die nachfolgende Bedingung 5 erfüllt ist

From the requirement α ₀ = 1 can be derived that P _{2 should be} greater than P ₁ (= Condition 4) and that ΔP should be as large as possible. This is understood here in particular that the following condition 5 is met

Ferner sollte noch d₁ kleiner als 5 μm, d₂ kleiner als 7 μm sowie d₁ + d₂ kleiner als 10 μm sein.Furthermore, d ₁ should be smaller than 5 μm, d ₂ smaller than 7 μm, and d ₁ + d _{2 should be} smaller than 10 μm.

Nachfolgend soll beispielshalber für den Bereich von 400–1000 mm das Prinzip der Materialauswahl anhand eines Abbe-Diagramms (3) und eines Diagramms der relativen Teildispersion (4) angegeben werden. Die obigen Bedingungen lassen sich so veranschaulichen, daß der Abstand der ausgewählten Materialien im Abbe-Diagramm (3) entlang des Doppelpfeils DP1 und im Diagramm der relativen Teildispersion (4) entlang des Doppelpfeils DP2 jeweils möglichst groß ist.In the following, for example, for the range of 400-1000 mm, the principle of material selection using an Abbe diagram ( 3 ) and a diagram of the relative partial dispersion ( 4 ). The above conditions can be illustrated so that the distance of the selected materials in the Abbe diagram ( 3 ) along the double arrow DP1 and in the diagram of the relative partial dispersion ( 4 ) is as large as possible along the double arrow DP2.

Bei der Auswahl von Sylgard-184 (Material M1) und PVK (Material M2) ergibt sich mit Magnesium als Material für die Metallschicht 2 bei einem Wellenlängenbereich von 400–700 nm der als Kurve K1 in 5 dargestellte Beugungseffizienzverlauf des erfindungsgemäßen Beugungsgitters 1. Die Profilhöhen d₁ und d₂ können gemäß den obigen Formeln 3 und 4 berechnet werden und betragen 1,35 μm (= d₁) sowie 2,32 μm (= d₂). Als Kurve K2 ist im Vergleich der Beugungseffizienzverlauf eines klassischen, strukturierten Metallgitters dargestellt. Dieser Vergleich zeigt die überragende Konstanz der Beugungseffizienz des erfindungsgemäßen Beugungsgitters 1 über den gesamten Wellenlängenbereich von 400–700 nm.Selecting Sylgard-184 (material M1) and PVK (material M2) results in magnesium as the material for the metal layer 2 at a wavelength range of 400-700 nm as the curve K1 in 5 illustrated diffraction efficiency curve of the diffraction grating according to the invention 1 , The profile heights d ₁ and d ₂ can be calculated according to the above formulas 3 and 4 and are 1.35 μm (= d ₁ ) and 2.32 μm (= d ₂ ). The curve K2 shows a comparison of the diffraction efficiency profile of a classical, structured metal lattice. This comparison shows the superior constancy of the diffraction efficiency of the diffraction grating according to the invention 1 over the entire wavelength range of 400-700 nm.

In 6 ist der Beugungseffizienzverlauf dargestellt, wenn bei der gleichen Materialabfolge wie bei 5 (also Magnesium/Sylgard-184/PVK) ein Wellenlängenbereich von 400–1000 mm gewählt wird. Es ergeben sich für d₁ = 1,66 μm und für d₂ = 2,93 km. Die Kurve K1 zeigt wiederum der Beugungseffizienzverlauf des erfindungsgemäßen Beugungsgitters. Als Kurve K3 ist der Beugungseffizienzverlauf des erfindungsgemäßen Beugungsgitters 1 ohne Fresnel-Effekte dargestellt (die Kurven K1 in 5 und 6 enthalten jeweils die Fresnel-Verluste). Und als Kurve K2 ist wiederum der Effizienzverlauf eines klassischen Metallgitters zum Vergleich eingezeichnet.In 6 the diffraction efficiency profile is shown when using the same sequence of materials as in 5 (ie magnesium / Sylgard-184 / PVK) a wavelength range of 400-1000 mm is selected. The result for d ₁ = 1.66 μm and for d ₂ = 2.93 km. The curve K1 again shows the diffraction efficiency profile of the diffraction grating according to the invention. The curve K3 is the diffraction efficiency curve of the diffraction grating according to the invention 1 without Fresnel effects (the curves K1 in 5 and 6 each contain the Fresnel losses). And curve K2 again shows the efficiency curve of a classical metal grid for comparison.

Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform war die plane Seite der zweiten dielektrischen Schicht 5 auf der planen Seite der ersten dielektrischen Schicht 3 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die zweite dielektrische Schicht 5 so anzuordnen, daß die Blaze-strukturierte Seite zur planen Seite der ersten dielektrischen Schicht 4 weist, wie in 7 dargestellt ist. Zwischen den beiden dielektrischen Schichten ist zum Beispiel Luft mit dem Brechungsindex n₀.In the embodiment described so far, the flat side of the second dielectric layer was 5 on the plane side of the first dielectric layer 3 arranged. However, it is also possible to use the second dielectric layer 5 to arrange so that the blazed structured side to the plane side of the first dielectric layer 4 points as in 7 is shown. For example, air with the refractive index n ₀ is between the two dielectric layers.

Die in 8 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen reflektiven Beugungsgitters 1 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 darin, daß die Blaze-Strukturen so ausgebildet sind, daß ihre Profilformen nicht mehr eine senkrechte Flanke aufweisen, sondern daß beide Flanken geneigt und nicht senkrecht sind.In the 8th shown embodiment of the inventive reflective diffraction grating 1 differs from the embodiment according to 1 in that the blaze structures are formed so that their profile shapes no longer have a vertical edge, but that both flanks are inclined and not vertical.

Natürlich kann auch die Profilform der Blaze-Strukturen variiert sein. Neben dem bisher gezeigten Sägezahnprofil kann auch jede andere Profilform verwendet werden, wie z. B. die in 9 gezeigte sinusförmige Profilform.Of course, the profile shape of the blaze structures can be varied. In addition to the sawtooth profile shown so far, any other profile shape can be used, such. B. the in 9 shown sinusoidal profile shape.

Die Metallschicht 2 kann als Ganzes aus einem Metall bestehen (Bulk-Medium), wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen. Sie kann jedoch auch einen metallischen Träger 9 aufweisen, wie in 10 gezeigt ist, der mit einem teiltransparenten Metall 10 bedampft ist, das dann mit dem dielektrischen Material der ersten Schicht 4 ausgegossen wird. Bei dem metallischen Träger 9 kann es sich z. B. um Aluminium handeln, das mit einer Silberschicht 10 bedampft ist. Dadurch lassen sich die spektralen Eigenschaften zweier Metalle überlagern.The metal layer 2 may consist of a metal as a whole (bulk medium), as in the previously described embodiments. However, it can also be a metallic carrier 9 have, as in 10 shown with a semi-transparent metal 10 is vaporized, then with the dielectric material of the first layer 4 is poured out. In the metallic carrier 9 can it be z. B. to act aluminum, with a silver layer 10 is steamed. This allows the spectral properties of two metals to be superimposed.

Ferner ist es möglich, wie in 11 gezeigt, daß die Metallschicht 2 auf einem nicht metallischen, strukturierten Träger 11 ausgebildet ist. Der Träger kann aus Glas bestehen (z. B. BK7). Ferner kann auf der Metallschicht 2 eine dünne dielektrische Schicht 12 aufgebracht sein, wie in 11 gezeigt ist. Die Schicht 12 kann jedoch auch weggelassen werden.Furthermore, it is possible as in 11 shown that the metal layer 2 on a non-metallic, structured support 11 is trained. The carrier can be made of glass (eg BK7). Furthermore, on the metal layer 2 a thin dielectric layer 12 be upset, like in 11 is shown. The layer 12 but can also be omitted.

Mit dem Aufbau gemäß 11 läßt sich die Blaze-Struktur der Metallschicht 2 leicht strukturieren und somit einfach realisieren.With the structure according to 11 lets the blaze structure of the metal layer 2 easy to structure and thus easy to implement.

Die erste dielektrische Schicht 4 kann, wie in 12 und 13 dargestellt ist, eine strukturierte Oberseite aufweisen, die selbst als Blaze-Struktur ausgebildet ist. Dabei kann die Oberseite z. B. eine Blaze-Struktur mit senkrechter Kante (12) oder eine Blaze-Struktur ohne senkrechte Kante (13) aufweisen.The first dielectric layer 4 can, as in 12 and 13 is shown, have a structured top, which is itself formed as a blaze structure. In this case, the top z. B. a Blaze structure with vertical edge ( 12 ) or a blaze structure without a vertical edge ( 13 ) exhibit.

Insbesondere für kleine Gitterperioden (< 10 λ) ist es vorteilhaft, die beiden asymmetrischen Blaze-Strukturen zueinander invertiert auszubilden, wie dies in 14 dargestellt ist. Die Steigung der nicht-senkrechten Flanken in beiden Profilen der Blaze-Strukturen weisen somit unterschiedliche Vorzeichen auf.In particular, for small grating periods (<10 λ), it is advantageous to form the two asymmetric blazed structures inverted to each other, as in 14 is shown. The slope of the non-vertical flanks in both profiles of the blaze structures thus have different signs.

In 15 ist eine Abwandlung des reflektiven Beugungsgitters gezeigt, bei der die Blaze-Struktur der zweiten dielektrischen Schicht 5 eine überhängende Profilform aufweist. Das Profil hängt hier schräg zur Seite. Dies kann beispielsweise durch einen geeigneten Ätzschritt realisiert werden. Natürlich kann nicht nur das Blaze-Profil der zweiten dielektrischen Schicht 5 überhängend ausgebildet sein, wie in 15 gezeigt ist, sondern zusätzlich oder alternativ das Blaze-Profil der Metallschicht 2.In 15 A modification of the reflective diffraction grating is shown in which the blaze structure of the second dielectric layer 5 has an overhanging profile shape. The profile hangs diagonally to the side. This can be realized for example by a suitable etching step. Of course, not only the blaze profile of the second dielectric layer 5 be designed overhanging, as in 15 is shown, but additionally or alternatively, the Blaze profile of the metal layer 2 ,

Ferner ist es möglich, das reflektive Beugungsgitter 1 so auszubilden, daß die beiden Blaze-Strukturen zueinander lateral um eine Strecke δx versetzt sind, wie in 16 gezeigt ist.Furthermore, it is possible to use the reflective diffraction grating 1 in such a way that the two blaze structures are offset laterally by a distance δx, as in FIG 16 is shown.

Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Gitterperioden der beiden Blaze-Strukturen gleich. Es ist jedoch auch möglich, unterschiedliche Gitterperioden vorzusehen. In all embodiments described so far, the grating periods of the two blazed structures are the same. However, it is also possible to provide different grating periods.

Zwischen den beiden dielektrischen Schichten können z. B. eine oder mehrere homogene Schichten aus denselben Materialien (mit denselben Brechungsindizes n₁ sowie n₂) vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, eine oder mehrere Schichten aus anderen transparenten Materialien vorzusehen.Between the two dielectric layers z. B. one or more homogeneous layers of the same materials (with the same refractive indices n ₁ and n ₂ ) may be provided. However, it is also possible to provide one or more layers of other transparent materials.

Die in Verbindung mit 7–16 beschriebenen Variationen des reflektiven Beugungsgitters 1 können natürlich, soweit sinnvoll, auch untereinander kombiniert werden.The in conjunction with 7 - 16 described variations of the reflective diffraction grating 1 Of course, as far as appropriate, they can also be combined with each other.

Ferner ist es möglich, daß auf der Oberseite der zweiten dielektrischen Schicht 5 eine Antireflexbeschichtung oder eine Antireflexstruktur (nicht gezeigt) aufgebracht ist, um eine unerwünschte Reflexion an der obersten Grenzschicht (Blaze-Struktur der zweiten dielektrischen Schicht) zu vermeiden.Furthermore, it is possible that on top of the second dielectric layer 5 an antireflection coating or an antireflective structure (not shown) is applied to avoid undesired reflection at the uppermost barrier layer (blaze structure of the second dielectric layer).

Die Metallschicht 2 kann vorzugsweise aus Aluminium, Magnesium, Indium, Gold, Silber, Platin oder Chrom hergestellt sein. Dies ist insbesondere für Strahlung aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich und aus dem nahen Infrarotbereich von Vorteil. Es können jedoch auch metallische Legierungen für die Metallschicht 2 eingesetzt werden.The metal layer 2 may preferably be made of aluminum, magnesium, indium, gold, silver, platinum or chromium. This is particularly advantageous for radiation from the visible wavelength range and from the near infrared range. However, metallic alloys can also be used for the metal layer 2 be used.

Die dielektrischen Materialien für die erste und zweite dielektrische Schicht 4, 5 sind bevorzugt Polymere, Harze, Lacke, anorganische Gläser, kristalline oder amorphe Schichten aus Quarz, CaF₂, MgF oder Al₂O₃. Ein Material mit besonders geringer Abbe-Zahl ist Indiumzinnoxid (ITO).The dielectric materials for the first and second dielectric layers 4 . 5 are preferred polymers, resins, paints, inorganic glasses, crystalline or amorphous layers of quartz, CaF ₂ , MgF or Al ₂ O ₃ . A material with a particularly low Abbe number is indium tin oxide (ITO).

Die Polymere sind vorzugsweise optische Polymere, Harze oder Lacke, insbesondere das niedrig brechende Sylgard-184, Poly-Trifluorethyl-Methacrylat, Poly-Isobotyl-Methacrylat, CYTOP oder FEP. Diese werden bevorzugt kombiniert mit dem hochbrechenden Poly-Vinyl-Karbazol (PVK), Poly-Vinyl-Naphtalen, Poly-o-Chlorostyren oder Poly-Pentachlorophenyl-Methacrylat. Dabei sollten die jeweiligen Kombinationen eine möglichst geringe Brechzahldifferenz aber hohe Abbe-Zahl-Differenz sowie eine geeignete relative Teildispersion (ΔP < 0) aufweisen.The polymers are preferably optical polymers, resins or lacquers, in particular the low-breaking Sylgard-184, poly-trifluoroethyl-methacrylate, poly-isobotyl-methacrylate, CYTOP or FEP. These are preferably combined with the high-index polyvinyl carbazole (PVK), polyvinyl naphthalene, poly-o-chlorostyrene or poly-pentachlorophenyl methacrylate. The respective combinations should have the smallest possible refractive index difference but a high Abbe number difference and a suitable relative partial dispersion (ΔP <0).

Auch die Verwendung von optischen Gläsern wie N-FK51, N-PK51 oder N-LAK34 in Kombination mit einem hochbrechenden Polymer ist möglich. Des weiteren ist es möglich, N-FS66 oder ein preßbares Glas wie P-SF67 mit einem niedrigbrechenden Polymer zu kombinieren.The use of optical glasses such as N-FK51, N-PK51 or N-LAK34 in combination with a high refractive index polymer is also possible. Furthermore, it is possible to combine N-FS66 or a press-fit glass such as P-SF67 with a low-refractive polymer.

Ferner können zwei optische Gläser kombiniert werden, wobei aber die relativen Teildispersionen nicht optimal zur Erreichung einer extremen Breitbandigkeit ist. Nichtsdestotrotz ist die Kombination zweier optischer Gläser möglich.Furthermore, two optical glasses can be combined, but the relative partial dispersions are not optimal for achieving extreme broadbandness. Nevertheless, the combination of two optical glasses is possible.

Die metallische Schicht 2, die z. B. aus Magnesium hergestellt sein kann, kann durch eine zusätzliche dünne Pufferschicht geschützt werden. Dazu ist z. B. MgF₂ oder eine dünne Ag-Schicht (10–20 nm) geeignet.The metallic layer 2 that z. B. may be made of magnesium, can be protected by an additional thin buffer layer. This is z. As MgF ₂ or a thin Ag layer (10-20 nm) suitable.

Die Kombination der Metallschicht 2 mit einem Polymer ist bevorzugt so zu wählen, daß die Beer-Reflektivität im Vergleich zum Metall-Luft-Übergang hoch bleibt.The combination of the metal layer 2 with a polymer is preferably to be chosen so that the Beer reflectivity remains high compared to the metal-air transition.

Die Grenzfläche zwischen beiden dielektrischen Schichten 4 und 5 kann gegenüber der Gitterebene verkippt sein.The interface between both dielectric layers 4 and 5 may be tilted relative to the lattice plane.

Ferner kann das Strukturprofil der Blaze-Strukturen eine sägezahn- oder sinusförmige Profilform aufweisen oder in geeigneter Weise geringfügig davon abweichen. Insbesondere kann eine holographisch erzeugte Blaze-Struktur vorliegen, die abgerundete Kanten aufweist.Furthermore, the structural profile of the blaze structures may have a sawtooth or sinusoidal profile shape, or may deviate slightly therefrom as appropriate. In particular, there may be a holographically generated blaze structure having rounded edges.

Die Profilflanken der Blaze-Strukturen werden bevorzugt so zueinander ausgerichtet bzw. gekippt, daß eine maximale Beugungseffizienz unter dem geforderten Einfallswinkel erreicht und Abschattungseffekte minimiert werden.The profile flanks of the blaze structures are preferably aligned or tilted relative to one another such that a maximum diffraction efficiency is achieved below the required angle of incidence and shadowing effects are minimized.

Bei geeigneter Materialwahl für die dielektrischen Schichten 4, 5 sowie für die Metallschicht 2 kann der Wellenlängenbereich auch auf den UV-Bereich erweitert werden, beispielsweise auf 300–1000 nm.With a suitable choice of material for the dielectric layers 4 . 5 as well as for the metal layer 2 The wavelength range can also be extended to the UV range, for example to 300-1000 nm.

Die Blaze-Strukturen können sich auf einem planen oder gekrümmten Träger befinden.The blaze structures can be on a plane or curved support.

Die erfindungsgemäße Blaze-Struktur ist vorteilhaft als Doppelgitter (zwei dielektrische Schichten) realisiert. Sie kann aber auch mehr als zwei Blaze-Strukturen bzw. dielektrische Schichten, die übereinander angeordnet sind, aufweisen. The blaze structure according to the invention is advantageously realized as a double lattice (two dielectric layers). However, it can also have more than two blaze structures or dielectric layers which are arranged one above the other.

Das erfindungsgemäße reflektive Beugungsgitter kann insbesondere im Bereich der Spektralsensorik, der Mikroskopie (wie z. B. Laser-Scanning-Mikroskopie) sowie ophthamologischer und/oder medizintechnischer Optiksysteme eingesetzt werden.The reflective diffraction grating according to the invention can be used in particular in the field of spectral sensors, microscopy (such as, for example, laser scanning microscopy) as well as ophthalmological and / or medical-technical optical systems.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1148355 A1 [0003]
US 6122104 [0007]

Claims

Reflective diffraction grating with a metal layer ( 2 ) whose top side ( 3 ) has a first blaze structure, one on top ( 3 ) of the metal layer ( 2 ) applied first dielectric layer ( 4 ) as well as one on the first dielectric layer ( 4 ) arranged second dielectric layer ( 5 ) having a second blaze structure.

A diffraction grating according to claim 1, wherein both dielectric layers have a plane side arranged on each other.

A diffraction grating according to claim 1 or 2, wherein the second blaze structure is on the surface of the metal layer ( 2 ) facing away from the second dielectric layer ( 5 ) is trained.

A diffraction grating according to claim 1 or 2, wherein the second blaze structure is on the metal layer ( 2 ) facing side of the second dielectric layer ( 5 ) is trained.

A diffraction grating according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the blaze structures has a sawtooth profile.

A diffraction grating according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the blaze structures has an asymmetrical profile shape.

A diffraction grating according to any one of the preceding claims, wherein the grating periods of the two blazed structures are the same and the two blazed structures are aligned with each other such that the locations of the maximum profile heights in the lateral direction are not offset from one another.

A diffraction grating according to any one of claims 1 to 6, wherein the grating periods of the two blazed structures are the same and the two blazed structures are aligned with each other such that the locations of the maximum profile heights are offset laterally by a predetermined distance (δx) ,

Diffraction grating according to one of the above claims, in which the metal layer is used as a coating ( 10 ) on a structured, non-metallic substrate ( 9 ) is trained.

Diffraction grating according to one of the preceding claims, in which the first dielectric layer ( 4 ) has a blaze structure on both sides.

Diffraction grating according to one of the above claims, wherein the profile shape of at least one of the blaze structures has an overhanging flank.

Diffraction grating according to one of the above claims, wherein both blaze structures are formed asymmetrically with a respective vertical and a non-perpendicular flank, wherein the two blaze structures are arranged relative to one another such that the pitch of the non-perpendicular flanks have different signs.