DE4340106A1 - Verfahren zur Herstellung eines optischen Beugungsgitters - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines optischen BeugungsgittersInfo
- Publication number
- DE4340106A1 DE4340106A1 DE19934340106 DE4340106A DE4340106A1 DE 4340106 A1 DE4340106 A1 DE 4340106A1 DE 19934340106 DE19934340106 DE 19934340106 DE 4340106 A DE4340106 A DE 4340106A DE 4340106 A1 DE4340106 A1 DE 4340106A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- diffraction grating
- negative
- preform
- produced
- smooth surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
- B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
- B29C45/372—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings provided with means for marking or patterning, e.g. numbering articles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
- G02B5/1857—Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
- G03F7/001—Phase modulating patterns, e.g. refractive index patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
optischen Beugungsgitters unter Anwendung photochemischer
Bearbeitungsschritte sowie die Verwendung des so herge
stellten Beugungsgitters.
Beugungsgitter für optische Geräte werden traditionell
aus Glas hergestellt, in das die Gitterstruktur mechanisch
eingraviert wird. Eine diesem Zweck dienende, hochentwickel
te Vorrichtung ist in US 4 012 843 beschrieben.
Auf diesem Wege hergestellte Beugungsgitter sind kosten
aufwendig, zumal, wenn für spektroskopische oder photometri
sche Anwendungen zur Erzielung hoher (Wellenlängen-)Auf
lösung sehr hohe Genauigkeitsanforderungen eingehalten
werden müssen.
Bekannt sind auch Beugungsgitter aus Kunststoff, die übli
cherweise durch Prägeverfahren unter Verwendung einer
Glas- oder Metall-Urform hergestellt werden. Hierbei
bringt der Schritt des Einprägens der Gitterstruktur in
den Kunststoff wegen dessen mechanischer - insbesondere
rheologischer - Eigenschaften eine erhebliche Einbuße an
Strukturperfektion mit sich, so daß derart hergestellte
Gitter für hochwertige Geräte kaum verwendbar sind.
Es ist auch bekannt, Teile mit fein strukturierter Ober
fläche aus Metall oder Kunststoff durch Druck- oder
Spritzgießen mittels einer Dauerform herzustellen.
Für optische Teile ist dies z. B. in R. K. Dakin, E.G.
Loewen: "Replica Optics circa ′75", Optical Spectra 1975,
S. 29-31, beschrieben.
Auch bei den bekannten Verfahren dieser Art gelangt eine
Negativform des herzustellenden Teils als Master zum Ein
satz, die zumeist aus Metall besteht und deren Oberflä
chenstruktur üblicherweise durch bekannte Verfahren der
Metallbearbeitung (Drehen, Fräsen, Schleifen, Gravieren)
ausgebildet wird.
Aus H. Dislich, E. Hildebrandt: "Method of Production of
Diffraction Gratings from Plastics with Inhibited Thermal
Expansion", Optik 1968, S. 126-131, ist es bekannt,
Kunststoff-Beugungsgitter mit niedrigem thermischen Aus
dehnungskoeffizienten durch Auspolymerisation an einem Ma
ster aus Glas oder Glaskeramik zu bilden. Auch dieser Ma
ster wird durch mechanische Erzeugung der Oberflächen
struktur hergestellt.
Allen genannten Verfahren ist gemeinsam, daß der Errei
chung sehr hoher Gittergenauigkeiten auch durch die bei
der mechanischen Bearbeitung der Urform bestehenden Tole
ranzen Grenzen gesetzt sind.
Handelt es sich bei dem herzustellenden Gitter insbesonde
re um eines, dessen Oberfläche konkav ist, so sind wegen
dessen besonderer Abbildungseigenschaften gegenüber einem
ebenen Gitter noch erhöhte Anforderungen an die Genauig
keit der Gitterteilung zu stellen. Darüber hinaus ist die
komplementäre Struktur der Negativform auf einer konvexen
Oberfläche zu erzeugen. Daher ist die Herstellung der Ur
form auf mechanischen Wege mit noch wesentlich erhöhtem
Aufwand und größeren Toleranzen verbunden.
Es ist - etwa aus DE-OS 16 23 803 und mehreren Zusatzpa
tenten hierzu - auch bekannt, photochemische Strukturbil
dungsverfahren, wie sie in der Technologie der Mikroelek
tronik große Bedeutung gewonnen haben, zur direkten Her
stellung von optischen Beugungsgittern zu nutzen. Dabei
wird in den Abbildungsbereich einer bei Überlagerung
zweier kohärenter Strahlenbündel entstehenden Interferenz
figur eine Resistschicht eingebracht, in der Interferenz
figur belichtet und anschließend zum Gitter entwickelt.
Das auf diese Weise als Resistschicht auf einem Träger er
zeugte Gitter wird mit einer Metallschicht bedampft und
unmittelbar als optisches Element in einem Gerät einge
setzt. Es können aber auch weitere Gitter von einem auf
diese Weise erzeugten (Muster-)Gitter umkopiert werden.
Dies ist aufwendig und erhöht damit die Kosten der Gitter,
und konkave Gitter sind auf diese Weise nicht ohne weite
res herzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das zur
kostengünstigen Herstellung optischer Beugungsgitter
- insbesondere auch konkaver Gitter - mit hohem Auflösungs
vermögen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schließt den Gedanken ein, in einem photoche
mischen Verfahren auf direktem Wege eine direkt als Master
in einem Abformungsverfahren einsetzbare, d. h. mechanisch
hoch belastbare, Negativform herzustellen.
Sie schließt weiter den Gedanken ein, dazu vorab eine
Negativ-Vorform mit glatter, zur Oberflächen-Grundform der
mittels des Masters zu erzeugenden Gitter komplementärer
- für ein konkaves Beugungsgitter konvex gekrümmter -
Oberfläche herzustellen. Dies kann mittels herkömmlicher
mechanischer Verfahren der Feinbearbeitung optischer Ober
flächen geschehen, also etwa durch Schleifen und Polieren.
Letztlich schließt sie den Gedanken ein, den so gebildeten
Master als Teil einer Spritzgußform zu nutzen und die kon
kaven Beugungsgitter mit hoher Genauigkeit und dennoch ko
stengünstig in einem Druck- oder Spritzgußverfahren zu er
zeugen.
Als Gittermaterial eignen sich Epoxidharze, Silikonmassen
und vor allem auch Thermoplastwerkstoffe wie Polykarbonat.
Letztere weisen besonders gute Fließeigenschaften auf und
lassen sich gut metallisieren.
Der diffizile Schritt des Belichtens der konvexen Ober
fläche der Negativ-Vorform kann in vorteilhafter Weise
durch das Material der Negativ-Vorform hindurch von deren
Rückseite ausgeführt werden.
Die Belichtung kann grundsätzlich mit beliebiger Strahlung
erfolgen, für die ein Resistmaterial mit entsprechender
Empfindlichkeit verfügbar ist. Dabei ist für sehr feine
Strukturen etwa die Verwendung von Elektronenstrahlen mit
einem Elektronenstrahlresist, wie er aus der Halbleiter
technologie bekannt ist, möglich.
Für optische Gitter wird jedoch zweckmäßigerweise elektro
magnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im optischen
Bereich - vom nicht zu fernen UV- bis in den nahen IR-
Bereich - benutzt werden, die leicht zu erzeugen und zu
handhaben ist. Als Material der Negativform wird dann ein
für Licht eines Teilbereiches aus dem ultravioletten bis
zum nahen infraroten Bereich des elektromagnetischen Spek
trums durchlässiges Material eingesetzt.
Eine relativ einfache und hochgenaue Vorbearbeitung und
Strukturierung der Negativform ist möglich, wenn als Mate
rial für diese Glaskeramik, Glas oder in Spezialfällen
auch Quarz (unter anderem in Abhängigkeit von der Belich
tungs-Wellenlänge) eingesetzt wird. Als besonders vorteil
haft hat sich - zumindest für Belichtungs-Wellenlängen im
sichtbaren Bereich - Glaskeramik erwiesen.
Um Absorptionsverluste klein zu halten und Streueffekte im
Material, die die Abbildungsgenauigkeit beeinträchtigen,
zu minimieren, erfolgt die Belichtung der konvexen Ober
fläche der Negativform mittels Laserstrahlung mit einer
Wellenlänge, die im Bereich eines Absorptionsminimums des
Materials der Negativform liegt.
Daneben ist es von Bedeutung, für die Negativform eine Ma
terialqualität mit möglichst hoher Transparenz auszuwäh
len, die weitgehend frei von Inhomogenitäten ist.
Eine besonders schnelle und genaue Ausprägung der (flächi
gen) Gitterstruktur eines Beugungsgitters in der lichtemp
findlichen Schicht auf der Oberfläche der Negativ-Vorform
ist durch Belichtung unter Anwendung eines holografischen
Verfahrens möglich.
Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Oberfläche
der konvexen Negativform mit einem auf sie fokussierten
Strahl punktweise zu belichten oder ein als Maske vorlie
gendes Muster durch eine flächige Belichtung durch die
Maske hindurch zu übertragen.
Für den sich an die photochemische Erzeugung bzw. Übertra
gung eines vorgegebenen Gittermusters auf die Oberfläche
der Negativform anschließenden Ätzschritt kommen grund
sätzlich die aus der Glasbearbeitung bekannten chemischen
oder auch die aus der Halbleitertechnologie bekannten phy
sikalischen oder physikochemischen Ätzverfahren in Be
tracht, soweit die dabei verwendbaren Ätzmittel eine gut
steuerbare Strukturbildung im Material der Negativform -
also etwa Glas oder Glaskeramik - zulassen. Besondere Eig
nung hat nach den Erkenntnissen der Erfinder das Ionen
strahlätzen.
Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens mit hoher Ge
nauigkeit und kostengünstig hergestellten Beugungsgitter
eignen sich besonders für den Einsatz in einem Spektral
photometer, wo die mit der Spritzgußtechnik gegebene Mög
lichkeit der Anformung von Halteelementen etc. direkt an
das Gitter zu konstruktiven Vereinfachungen und damit zu
einer weiteren Kostenreduzierung führen kann.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden
nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten
Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher darge
stellt. Es zeigen:
Fig. 1a bis 1c eine schematische Darstellung der Haupt
schritte bei der Herstellung der Negativform entsprechend
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Prinzips der Ab
formung eines konkaven Beugungsgitters von der Negativform
durch Spritzgießen entsprechend einer Ausführungsform des
Verfahrens und
Fig. 3a bis 3f schematische Darstellungen der einzelnen
Phasen des Spritzgießverfahrens.
In Fig. 1a ist schematisch verdeutlicht, wie ein Rohling
aus dem Glaskeramik-Werkstoff Zerodur 1′′ durch Schleifen
und Polieren mittels eines rotierend über eine seiner
Stirnflächen bewegten Werkzeugs 2 zu einer in ihrer Grund
form zylindrischen Negativ-Vorform 1′ mit einer ebenen
Stirnfläche 1a und einer sphärisch konvexen Stirnfläche
1b mit optischer Oberflächengüte bearbeitet wird. Diese
Bearbeitung erfolgt auf eine Weise, wie sie für die Bear
beitung von optischen Bauteilen aus Glas - etwa Linsen und
Spiegeln - bekannt ist. Die Abweichungen der Gestalt der
Negativ-Vorform von der Ideal- bzw. Sollform liegen im Er
gebnis der feinoptischen Bearbeitung bei etwa 60 nm oder
darunter. Diese Formgenauigkeit ist Voraussetzung zur Er
zielung guter Abbildungsparameter des herzustellenden Beu
gungsgitters.
Anschließend werden beide Stirnflächen der Negativ-Vorform
1′ mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen, die in
den Figuren nicht dargestellt ist.
Auf die konvexe Oberfläche 1b wird sodann - etwa durch
Aufschleudern ("spin-coating") - eine dünne Fotolack
schicht 3 aufgebracht, die für eine Belichtungs-Wellenlänge
von 458 nm empfindlich ist. Als Fotolack kann dabei sowohl
ein sogenannter Positiv- als auch ein Negativ-Resist ver
wendet werden. Beide Resist-Arten unterscheiden sich inso
fern, als beim Positiv-Resist die belichteten Teile im
Entwicklungsprozeß aus der Schicht herausgelöst werden
während beim Negativ-Resist die belichteten Teile stehen
bleiben und die unbelichteten Teile herausgelöst werden.
Die Dicke der Lackschicht wird entsprechend der zu erzeu
genden Gitterstruktur und in Abstimmung auf das Ätzmittel
und die Verfahrensparameter des anschließenden Ätzschrit
tes vorgegeben.
Nachdem die Resistschicht getrocknet wurde, wird die
Negativ-Vorform 1′, wie Fig. 1b schematisch verdeutlicht,
von der ebenen Stirnfläche 1a - also von der (konkaven)
Rückseite der konvexen Oberfläche 1b - aus mit den überla
gerten monochromatischen und kohärenten Lichtbündeln zweier
Punktlichtquellen 4a und 4b belichtet. Die Punktlicht
quellen 4a und 4b werden in der praktischen Ausführung et
wa durch einen mittels einer Spiegel-Prismen-Anordnung
aufgespaltenen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 458
nm und geeigneten Raumfiltereinheiten, bestehend aus an
die zu belichtende Fläche angepaßten Mikroobjektiven und
Pinholes, realisiert. Sie entwerfen in der Ebene der Foto
lackschicht 3 auf der Oberfläche 1b ein holografisches In
terferenzmuster und prägen dieses der Fotolackschicht in
härent ein.
Anschließend wird der Resist entwickelt, und im Ergebnis
des Entwicklungsschrittes entsteht aus der Resistschicht 3
mit gleichmäßiger Dicke eine strukturierte Schicht 3′
(siehe Fig. 1c) mit annähernd sinusförmigen Querschnitt.
Für die Qualität der herzustellenden Gitter kommt es dar
auf an, daß die Dicke der Resistschicht (in Abstimmung mit
den Parametern des Entwicklungs- und des nachfolgenden
Ätzschrittes) so groß gewählt wird, daß sich in dieser ge
rade ein sinusförmiges Tiefenprofil mit idealer, unver
zerrter Gestalt bzw. voller Amplitude ausbilden kann.
Der Resist wird dann gebacken bzw. gehärtet und kann ggf.
auch mit einer zusätzlichen Schicht zur besseren Steuerung
des folgenden Ätzschrittes bedeckt werden.
Wie Fig. 1c schematisch zeigt, wird anschließend die kon
vexe Oberfläche 1b unter Nutzung der (in der Figur strich
punktiert dargestellten) strukturierten Schicht 3′ als
Ätzmaske unter-Verwendung einer Ionenstrahlquelle 5 einem
gerichteten Ionenstrahlätzen unterzogen, in dessen Verlauf
die von den dünneren stehengebliebenen Abschnitten der Ätz
maske 3′ bedeckten Abschnitte der Oberfläche 1b stärker
geätzt werden als die noch mit einer dickeren Schicht be
deckten Abschnitte.
In diesem Schritt bildet sich eine annähernd den Verlauf
des Tiefenprofils der Maske 3′ wiedergebende Reliefstruk
tur im Material der Negativ-Vorform 1′ aus, wodurch die
Negativform 1 entsteht. Die Profiltiefe hängt dabei von
den Ätzparametern - beim Ionenstrahlätzen insbesondere von
der Ätzdauer und der Ionenart und -energie - ab und kann
durch Vorgabe dieser Parameter gesteuert werden.
Da es durch unterschiedlichen Abtrag des Resists und des
Glaskeramik-Materials der Negativform zu einer Gestaltän
derung des vorgegebenen Struktur-Querschnittes kommt, muß
die Wahl der Belichtungs-, Entwicklungs- und Ätzparameter
bereits (im Sinne einer Vorkompensation) unter Berücksich
tigung dieser Veränderung erfolgen.
Fig. 2 zeigt schematisch, daß von der Negativform 1 - in
dem sie in ein Spritzgußwerkzeug 6 aus Stahl eingelegt
wird und diese über einen Extruder 7 mit dem plastifizier
ten (flüssigen bzw. erweichten) Ausgangsmaterial 8′ des
künftigen Gitters gefüllt wird - ein konkaves Beugungs
gitter 8 abgeformt wird.
Die Fig. 3a bis 3f zeigen den Ablauf des Spritzgießverfah
rens genauer. Eine Bezeichnung der Teile der verwendeten
Vorrichtung wird zur besseren Übersichtlichkeit der Dar
stellungen nur in Fig. 3a vorgenommen. Die jeweiligen Be
wegungsrichtungen der Teile sind - soweit in den einzelnen
Schritten Bewegungen stattfinden - durch Pfeile verdeut
licht.
Fig. 3a zeigt wiederum das aus zwei relativ zueinander
verschieblichen Teilen 6a und 6b zusammengefügte Spritz
gußwerkzeug 6 mit der in das Teil 6a eingelegten Negativ
form 1 zur Abformung der Gitteroberfläche. Der Extruder 7
weist eine Schnecke 9 auf, die Kunststoffgranulat 8′′ aus
einem Vorratsbehälter 10 erfaßt und in Richtung der
Spritzgußform 6 vorschiebt. Um den der Spritzgußform 6 zu
gewandten Mantelabschnitt des Extruders 7 (den Heizzylin
der 7b) ist eine Heizung 11 angeordnet, die eine Verflüs
sigung bzw. Erweichung des Kunstoffgranulats 8′′ bewirkt
und dieses damit in plastifiziertes Material 8′ überführt,
das durch eine Austrittsdüse 7a des Extruders in das
Spritzgußwerkzeug 6 gelangen kann.
Der in Fig. 3a gezeigte Zustand der Spritzgießvorrichtung
ist der zu Beginn des Spritzgießvorganges, in dem die ent
sprechend der obigen Beschreibung hergestellte Negativform
1 in das Spritzgießwerkzeug 6 eingelegt, dieses geschlos
sen und der Vorratsbehälter 10 mit Kunststoffgranulat ge
füllt ist. Auch der Heizzylinder 7b ist mit der Kunst
stofformmasse gefüllt, die sich im hinteren Bereich noch
im granulierten Zustand 8′′ befindet und im vorderen Be
reich infolge der Erwärmung durch die bereits eingeschal
tete Heizung 11 plastifiziert ist. Der Schneckenkolben 9
ist vollständig zurückgezogen.
Fig. 3b zeigt, daß anschließend der gesamte Extruder in
Richtung auf das Spritzgießwerkzeug 6 vorgeschoben wird,
bis die Vorderkante der Spritzdüse 7a an diesem anliegt.
Dann wird, wie Fig. 3c zeigt, der Schneckenkolben 9 inner
halb des Heizzylinders 7 des Extruders vorgeschoben, womit
plastifizierter Kunststoff 8′ aus dem vorderen Bereich des
Extruders 7 unter hohem Druck durch die Düse 7a in das
Spritzgießwerkzeug 6 gedrückt wird, bis dieses vollständig
gefüllt ist. Damit ist das Kunststoff-Beugungsgitter 8 in
seiner Form gebildet.
Anschließend wird, wie Fig. 3d zeigt, der Schneckenkolben
9 unter Drehen wieder zurückgezogen, wobei neues Kunst
stoffgranulat 8′′ in den hinteren, nicht beheizten Ab
schnitt des Heizzylinders 7 zugeführt wird.
Im voll zurückgezogenen Zustand des Schneckenkolbens 9 ist
der gesamte Extruder 7 wieder mit Kunststoff gefüllt. Die
sen Zustand des Extruders - der hier zudem bereits wieder
von der Spritzgußform 6 zurückgezogen ist, zeigt Fig. 3e.
Zuletzt wird, wie Fig. 3f zeigt, das Spritzgießwerkzeug 6
geöffnet, indem die beiden Teile 6a und 6b auseinandergezo
gen werden. Das fertig geformte Kunststoff-Beugungsgitter
8 wird entnommen.
Dessen strukturierte (Gitter-)Oberfläche wird üblicherwei
se - was in den Figuren nicht dargestellt ist - noch ei
ner Verspiegelung unterzogen, die etwa durch Aufdampfen
von Aluminium in einer herkömmlichen Vakuumbeschichtungs
anlage erfolgen kann.
Mit der beschriebenen Herstellung der Gitter lassen sich
an deren Grundform zugleich Fortsätze, Ausnehmungen, Ach
sen etc. zur Halterung und ggf. Bewegung beim späteren Ein
satz in einem optischen Gerät oder auch sonstige, kon
struktiv mit dem Gitter starr verbindbare Teile des betref
fenden Gerätes an das Gitter anformen, womit wesentliche
Vereinfachungen des Aufbaus und Kostensenkungen erreichbar
sein können.
Der Verfahrensabschnitt des Spritzgießens wird mit den üb
lichen, auf den konkreten Werkstoff angepaßten Parametern
ausgeführt.
Die gegebene Beschreibung ist rein schematisch, und der
Verfahrensabschnitt kann in vielfältiger Art und Weise
variiert werden. Der Begriff des Spritzgießens soll im
vorliegenden Zusammenhang insbesondere die Verfahren des
Formpressens (bei dem das Material in der Form statt im
Extruder erweicht) und Spritzpressens ausdrücklich ein
schließen.
Abwandlungen, die der Fachmann aufgrund der gegebenen Be
schreibung leicht vornehmen kann, ergeben sich entspre
chend den Besonderheiten dieser Verfahren sowie etwa
bei Verwendung von Metall anstelle von Kunststoff als Git
terwerkstoff. Für diese eignen sich - je nach Gitterwerk
stoff - auch herkömmliche Kalt- oder Warmkammer-Druck
gußverfahren. Der nachfolgende Schritt des Metallisierens
kann für Metallgitter verzichtbar sein.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Beugungs
gitters (8) unter Anwendung photochemischer Musterübertra
gung, mit den Schritten:
- - Herstellen einer Negativ-Vorform (1′) des Beugungsgit ters (8) mit einer glatten Oberfläche (1b),
- - Aufbringen einer lichtempfindlichen Schicht (3) auf die glatte Oberfläche (1b) der Negativ-Vorform,
- - Ausbilden eines Musters der Beugungsgittersoberfläche auf der glatten Oberfläche (1b) der Negativ-Vorform (1′) durch Belichten und Entwickeln der lichtempfindlichen Schicht (3),
- - Ätzen der Oberfläche (1b) der Negativ-Vorform zur Bil dung einer Negativform (1) mit zur Oberflächenstruktur des herzustellenden Beugungsgitters (8) komplementärer Relief- Struktur,
- - Herstellen des Beugungsgitters (8) durch Druck- oder Spritzgießen des Beugungsgittermaterials (8′) in einem Werkzeug (6), in das die Negativform (1) eingesetzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Beugungsgitter aus ei
nem Epoxidharz hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Beugungsgitter aus ei
ner Silikonmasse hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Beugungsgitter aus ei
nem Thermoplastwerkstoff (8′′) hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß dem Schritt
des Druck- oder Spritzgießens ein Schritt des Verspiegelns
der Gitteroberfläche nachgeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die glatte
Oberfläche (1b) der Negativ-Vorform (1′) entsprechend der
konkaven Oberfläche eines herzustellenden Beugungsgitters
(8) durch Urformen und mechanische Feinbearbeitung konvex
gewölbt hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch ge
kennzeichnet, daß des Belichten der lichtemp
findlichen Schicht (3) durch das Material der Negativ-
Vorform (1′) hindurch von deren Rückseite (1a) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß als Material der Nega
tivform (1) ein für Licht eines Teilbereiches aus dem ul
travioletten bis zum nahen infraroten Bereich des elektro
magnetischen Spektrums durchlässiges Material eingesetzt
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Material der Negativ
form (1) Glaskeramik, Glas oder Quarz eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Belichtung der kon
vexen Oberfläche (1b) der Negativ-Vorform (1′) durch La
serlicht (4a, 4b) mit einer Wellenlänge erfolgt, die im Be
reich eines Absorptionsminimums des Materials der Negativ-
Vorform liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , da
durch gekennzeichnet, daß die Belich
tung der glatten Oberfläche (1b) der Negativ-Vorform (1′)
unter Anwendung eines holografischen Verfahrens erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , da
durch gekennzeichnet, daß im Schritt
des Druck- oder Spritzgießens des Beugungsgitters (8) zu
gleich Halte- bzw. Jusierungsteile an dieses angeformt
werden.
13. Verwendung eines mit dem Verfahren nach einem der An
sprüche 1 bis 12 hergestellten Beugungsgitters in einem
Spektralgerät, insbesondere einem Spektralphotometer,
Spektrometer oder Monochromator.
14. Spektralgerät, insbesondere Spektralphotometer, mit
einem konkaven Kunststoff-Spritzguß-Beugungsgitter (8), das
mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12 herge
stellt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934340106 DE4340106A1 (de) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Verfahren zur Herstellung eines optischen Beugungsgitters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934340106 DE4340106A1 (de) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Verfahren zur Herstellung eines optischen Beugungsgitters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4340106A1 true DE4340106A1 (de) | 1995-07-20 |
Family
ID=6503369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934340106 Withdrawn DE4340106A1 (de) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Verfahren zur Herstellung eines optischen Beugungsgitters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4340106A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19717014A1 (de) * | 1997-04-23 | 1998-10-29 | Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh | Verfahren und Form zur Herstellung miniaturisierter Formenkörper |
WO1999027419A1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for fabrication of high gradient insulators with parallel surface conductors spaced less than one millimeter apart |
EP1068067A1 (de) * | 1998-03-31 | 2001-01-17 | Physical Optics Corporation | Verfahren zur herstellung von replikas unter bewahrung des originals |
DE102016207605A1 (de) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Hinterspritzen eines gebogenen Glaskörpers |
-
1993
- 1993-11-22 DE DE19934340106 patent/DE4340106A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19717014A1 (de) * | 1997-04-23 | 1998-10-29 | Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh | Verfahren und Form zur Herstellung miniaturisierter Formenkörper |
WO1999027419A1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for fabrication of high gradient insulators with parallel surface conductors spaced less than one millimeter apart |
EP1068067A1 (de) * | 1998-03-31 | 2001-01-17 | Physical Optics Corporation | Verfahren zur herstellung von replikas unter bewahrung des originals |
EP1068067A4 (de) * | 1998-03-31 | 2001-08-16 | Physical Optics Corp | Verfahren zur herstellung von replikas unter bewahrung des originals |
DE102016207605A1 (de) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Hinterspritzen eines gebogenen Glaskörpers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20050162733A1 (en) | Method of fabricating diffractive lens array and UV dispenser used therein | |
DE102008034153C5 (de) | Verfahren zur Herstellung optischer Linsen | |
DE102004020363A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Masters, Master und Verfahren zur Herstellung von optischen Elementen sowie optischen Element | |
EP1705152A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung, um Mikro- oder nanostrukturierte Bauteile gebrauchsbeständig zu gestalten | |
EP1613987B1 (de) | Verfahren und werkzeug zur herstellung transparenter optischer elemente aus polymeren werkstoffen | |
EP1724616A2 (de) | Verfahren zur Herstellung strukturierter optischer Filterschichten auf Substraten | |
DE102012224359B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Stempeln für Vorrichtungen für die plasmonische Nanolithographie | |
WO2005115711A1 (de) | Erzeugnis mit deckschicht und abformschicht | |
EP3049237B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines kunststoffformteils | |
EP3423288B1 (de) | Prägeplatte, herstellungsverfahren und geprägtes sicherheitselement | |
DE19705303C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Klein- und Mikroteilen | |
DE19622350A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Düsenplatte | |
DE4340106A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines optischen Beugungsgitters | |
DE4017541C2 (de) | ||
AT505321B1 (de) | Verfahren zur herstellung optischer linsen | |
DE60210798T2 (de) | Giessformhälfte und giessform zur herstellung von kontaktlinsen | |
EP0978006B1 (de) | Verfahren und form zur herstellung miniaturisierter formenkörper | |
DE4340107B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Teils mit einer fein strukturierten konkaven Oberfläche | |
DE112021002775T5 (de) | Rapid Prototyping von optischen Komponenten, insbesondere von Linsen, zur Herstellung kundenspezifischer optischer Oberflächenformen | |
Zhu et al. | Master origination by 248 nm DUV lithography for plasmonic color generation | |
DE4340103A1 (de) | Spektralphotometer mit Beugungsgitter | |
DE102012020363B4 (de) | Erzeugung mikrostrukturierter Gießformen | |
EP3802059B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines formkörpers | |
DE10338840A1 (de) | Verfahren zur Strukturierung mindestens eines Abschnittes einer lichttechnischen Oberfläche sowie Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen lichttechnischen Oberfläche | |
DE10022019A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Streuscheibe, eine Streuscheibe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: DIE OFFENLEGUNGSSCHRIFT WURDE BERICHTIGT, ES WIRD EINE NEUE OFFENLEGUNGSSCHRIFT GEDRUCKT |
|
8141 | Disposal/no request for examination | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CARL ZEISS JENA GMBH, 07745 JENA, DE |