DE4003634C2

DE4003634C2 - Process for the production of a reflection diffraction grating with an asymmetrical groove profile

Info

Publication number: DE4003634C2
Application number: DE4003634A
Authority: DE
Inventors: Lothar Gorzel
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: DE4003634A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung eines Reflexionsbeugungsgitters mit unsymme trischem Furchenprofil gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.The invention relates to a method of manufacture a reflection diffraction grating with unsymme trical furrow profile according to the preamble of Claims 1 and 2.

Aus der DE-PS 21 18 674 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Beugungsgittern mit unsymme trischem Furchenprofil bekannt. Eine auf einem Trä ger aufgebrachte lichtempfindliche Schicht wird durch ein regelmäßiges Streifensystem hindurch be lichtet. Nach ihrer Entwicklung weist die licht empfindliche Schicht ein symmetrisches Furchenpro fil auf, dessen eine Flanke durch eine Schrägbe dampfung mit einer Metallschicht versehen wird. Anschließend wird die lichtempfindliche Schicht mit der partiellen Metallschicht einer gleichmäßigen Belichtung ausgesetzt, wobei vorausgesetzt ist, daß die lichtempfindliche Schicht außerhalb der par tiellen Metallschicht auf diese weitere Belichtung anspricht. Durch eine weitere Entwicklung ergibt sich somit ein Beugungsgitter mit unsymmetrischem Furchenprofil, das durch eine nachfolgende Vollver spiegelung zu einem Reflexionsblazegitter wird. Dieses Verfahren zur Herstellung von Beugungsgit tern mit unsymmetrischem Furchenprofil ist jedoch relativ aufwendig und läßt bei kleinen Gitterkon stanten kein optimales Furchenprofil zu.DE-PS 21 18 674 is already a process for the production of diffraction gratings with unsymme trical furrow profile known. One on a door ger applied light-sensitive layer through a regular strip system thins out. After its development, the light sensitive layer a symmetrical furrow pro fil on whose one flank by a slant vaporization is provided with a metal layer. The photosensitive layer is then coated with the partial metal layer of an even Exposed to exposure, provided that the photosensitive layer outside the par tial metal layer on this further exposure appeals. Resulting from further development thus a diffraction grating with asymmetrical Furrow profile, which by a subsequent full ver reflection becomes a reflection blaze grid. This method of making diffraction grit ters with asymmetrical furrow profile relatively complex and leaves with small lattice con do not have an optimal furrow profile.

Aus der DE-OS 16 22 834 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Beugungsgittern bekannt, bei dem durch "Superpositionierung" von Belichtungen durch Streifensysteme unsymmetrische Furchenprofile erzeugt werden. Es ist ferner bekannt, zur Erzeu gung eines unsymmetrischen Furchenprofiles durch Belichten Graukeile vorzusehen (DE-OS 20 54 833). Die DE-OS 20 43 637 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung optischer Beugungsgitter, bei dem die Belichtungsvorlage kontinuierlich und gleichförmig in Richtung der zu erzeugenden Furchen bewegt wird. Auch die vorbeschriebenen Verfahren zur Herstellung von Beugungsgittern sind verhältnismäßig aufwendig.Another method is known from DE-OS 16 22 834 known for the production of diffraction gratings, at by "superpositioning" exposures asymmetrical furrow profiles due to strip systems be generated. It is also known to produce an asymmetrical furrow profile Expose gray wedges to provide (DE-OS 20 54 833). DE-OS 20 43 637 describes a method for Manufacture of optical diffraction gratings, in which the Exposure template continuously and uniformly is moved in the direction of the furrows to be produced. Also the above-mentioned manufacturing processes diffraction gratings are relatively complex.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Reflexionsbeugungsgittern mit un symmetrischem Furchenprofil anzugeben, das wesent lich vereinfacht ist und ein optimales Furchenpro fil liefert.The object of the invention is to provide a method for Production of reflection diffraction gratings with un Specify symmetrical furrow profile, the essential Lich is simplified and an optimal furrow pro fil supplies.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Verfahrensschritte der Ansprüche 1 und 2 gelöst.This object is achieved by the kenn drawing method steps of claims 1 and 2 solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die beiden vorgeschlagenen Verfahren die Erzeugung von Reflexionsbeugungsgit tern mit unsymmetrischem Furchenprofil ermöglichen, deren optimale Furchenprofile auch bei kleinen Git terkonstanten einen vielfältigen Einsatz bei Präzi sionsinstrumenten erlauben.The advantages achieved with the invention exist especially in that the two proposed Method of generating reflection diffraction grids ters with asymmetrical furrow profile, their optimal furrow profiles even with small git constant use at Präzi allow instruments.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are based on the drawing explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 und 2 ein erstes Verfahren zur Herstellung eines Re flexionsbeugungsgitters mit unsymmetrischem Fur chenprofil und Fig. 1 and 2, a first method for producing a Re chenprofil flexionsbeugungsgitters unbalanced and Fur

Fig. 3 und 4 ein zweites Verfahren zur Herstellung eines Reflexionsbeugungsgitte rs mit unsymmetrischem Furchenprofil. Figures 3 and 4, a second method. For producing a reflection diffraction lattice rs unbalanced groove profile.

Nach Fig. 1 wird auf die Oberseite einer transpa renten Trägerschicht 1, beispielsweise aus Glas, eine lichtempfindliche Schicht 2 aufgebracht und diese mit einer transparenten Folie 3 überdeckt, die auf ihrer Unterseite eine periodische Teilung 4 aufweist. Über der transparenten Folie 3 wird eine transparente Matrize 5 in Pfeilrichtung quer zum Verlauf der periodischen Teilung 4 beweglich an geordnet, die auf ihrer Unterseite ebenfalls eine periodische Teilung 6 aufweist, die mit der perio dischen Teilung 4 der Folie 3 identisch ist; die beiden periodischen Teilungen 4, 6 werden parallel zueinander justiert. Bei der anschließenden Belich tung 7 mit parallelem Licht von oben wird die transparente Matrize 5 mit konstanter Geschwindig keit in Pfeilrichtung relativ zur Folie 3 verscho ben.According to Fig. 1 a transpa pensions support layer 1, for example made of glass, a light-sensitive layer 2 is applied on top of this and covered with a transparent film 3 having on its underside a periodic subdivision 4. Above the transparent film 3 , a transparent die 5 is arranged in the direction of the arrow movably across the course of the periodic division 4 , which also has a periodic division 6 on its underside, which is identical to the periodic division 4 of the film 3 ; the two periodic divisions 4 , 6 are adjusted parallel to each other. In the subsequent exposure device 7 with parallel light from above, the transparent die 5 is shifted at a constant speed in the direction of the arrow relative to the film 3 .

Gemäß Fig. 2 bildet die transparente Trägerschicht 1 mitsamt der entwickelten lichtempfindlichen Schicht 2 ein Transmissionsbeugungsgitter mit einem optimalen unsymmetrischen, etwa dreieckförmigen Furchenprofil. Wenn die Unterseite der transparen ten Trägerschicht 1 mit einer Mattierung 1a verse hen wird, erhält man ein Reflexionsblazegitter; ein solches Reflexionsblazegitter ergibt sich auch nach einer Vollverspiegelung der Oberfläche des Furchen profils der lichtempfindlichen Schicht 2 mittels einer Reflexionsschicht. Der Blazewinkel wird dabei durch die folgenden Kriterien bestimmt: Dicke der lichtempfindlichen Schicht 2, Gitterkonstante der periodischen Teilungen 4 und 6, Belichtungszeit der Belichtung 7 und Verschiebegeschwindigkeit der Ma trize 5.Referring to FIG. 2, the transparent substrate 1 forms, together with the developed photosensitive layer 2, a transmission diffraction grating having an optimum unbalanced, approximately triangular groove profile. If the underside of the transparent carrier layer 1 is hen with a matting 1 a verse, you get a reflection blaze grid; Such a reflection blaze grating also results after full mirroring of the surface of the furrow profile of the light-sensitive layer 2 by means of a reflection layer. The blaze angle is determined by the following criteria: thickness of the light-sensitive layer 2 , lattice constant of the periodic divisions 4 and 6 , exposure time of the exposure 7 and displacement speed of the die 5 .

Nach Fig. 3 wird auf die Oberseite einer transpa renten Trägerschicht 1, beispielsweise aus Glas, eine lichtempfindliche Schicht 2 aufgebracht. Über der lichtempfindlichen Schicht 2 wird eine trans parente Matrize 8 angeordnet, an deren Unterseite parallel verlaufende Graukeile 9 periodisch vorge sehen sind. Nach einer Belichtung 10 mit parallelem Licht bildet gemäß Fig. 4 die transparente Träger schicht 1 mitsamt der entwickelten lichtempfind lichen Schicht 2 ein Transmissionsbeugungsgitter mit einem optimalen unsymmetrischen dreieckförmigen Furchenprofil. Wenn die Unterseite der transparen ten Trägerschicht 1 mit einer Mattierung 1a verse hen wird, erhält man ein Reflexionsblazegitter; ein solches Reflexionsblazegitter ergibt sich auch nach einer Vollverspiegelung der Oberfläche des Furchen profils der lichtempfindlichen Schicht 2 mittels einer Reflexionsschicht.According to Fig. 3 a transpa pensions support layer 1, for example made of glass, a light-sensitive layer 2 is applied on top. Above the photosensitive layer 2 , a transparent matrix 8 is arranged, on the underside of which parallel gray wedges 9 are periodically seen. After exposure 10 with parallel light forms, as shown in FIG. 4, the transparent support layer 1 together with the developed photosensitive layer 2, a transmission diffraction grating with an optimal asymmetrical triangular groove profile. If the underside of the transparent carrier layer 1 is hen with a matting 1 a verse, you get a reflection blaze grid; Such a reflection blaze grating also results after full mirroring of the surface of the furrow profile of the light-sensitive layer 2 by means of a reflection layer.

Verkleinerungen dieser Beugungsgitter mit unsymme trischem Furchenprofil sind mittels dazu geeigneter Projektionseinrichtungen möglich.Reductions of these diffraction gratings with unsymme trical furrow profile are more suitable Projection facilities possible.

Claims

1. A process for producing a reflection diffraction grating with an asymmetrical groove profile, characterized by the following process steps:

a) The underside of a transparent carrier layer ( 1 ) is provided with a matting ( 1 a);
b) a light-sensitive layer ( 2 ) is applied to the top of the transparent support layer ( 1 );
c) the light-sensitive layer ( 2 ) is covered with a transparent film ( 3 ) which has a periodic division ( 4 );
d) over the transparent film ( 3 ) is a transparent die ( 5 ) transversely to the course of the periodic division ( 4 ) movably arranged, which also has a periodic division ( 6 ) with the periodic Tei treatment ( 4 ) of the film ( 3 ) is identical;
e) the two periodic divisions ( 4 , 6 ) who adjusted the parallel to each other;
f) during a subsequent exposure ( 7 ) from above, the transparent matrix ( 5 ) is displaced at a constant speed relative to the film ( 3 );
g) after exposure ( 7 ), the light-sensitive layer ( 2 ) is developed.

2. Method for producing a reflection diffraction grating with an asymmetrical groove profile, characterized by the following method steps:

a) The underside of a transparent carrier layer ( 1 ) is provided with a matting ( 1 a);
b) a light-sensitive layer ( 2 ) is applied to the top of the transparent support layer ( 1 );
c) a transparent matrix ( 8 ) is arranged over the light-sensitive layer ( 2 ), on the surface of which parallel gray wedges ( 9 ) are periodically provided;
d) after exposure ( 10 ) from above, the photosensitive layer ( 2 ) is developed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a reflection layer is applied to the developed light-sensitive layer ( 2 ).