JP2015505982A - 伸縮変形可能な光学素子の生産方法及びそれにより得られる素子 - Google Patents
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Abstract
Description
−前記エラストマー支持部の表面に前記ナノクラスターを均一に埋め込み、前記表面は生産される光学素子の輪郭に基本的に合致する成形された輪郭を有する、又は、
−前記エラストマー支持部の平面の表面に前記ナノクラスターを選択的に埋め込む、又は、
−前記エラストマー支持部の表面に前記ナノクラスターの第一層を均一に埋め込み、その後、それによって得られる第一ナノクラスター層上に前記ナノクラスターの第二層を選択的に埋め込むことによって、実施される。
d=mλ/sinθ (式1)
ここで、「d」はピッチ距離であり、「m」は回折角が測定される回折の次数であり、「λ」はレーザーの波長であり、「θ」は回折角である。
Ω=A/R2 (式2)
ここで、Aは回折スポットの領域であり、Rは格子からのスポットの距離である。低い値のΩは、輪郭がはっきりしたスポットを意味し、従って、格子の良質の光学的品質を意味する。
この例は、成形エラストマー―格子の生成に言及する。
(実施例2)
この例は、本発明の第一の態様に従い、実施例1において得られるむき出しの成形PDMS格子の金属化に言及する。
(実施例3)(比較例)
この例は、先行技術の方法に従ったむき出しの成形PDMS格子の金属化に言及する。
(実施例4)
この例は、本発明の第二の態様の第一の変形例に従う部分的に反射性を有する格子の生成に言及する。
(実施例5)
この例は、本発明の格子の光学的特徴に言及する。
(実施例6)(比較例)
この例は、先行技術の格子の光学的特徴について言及する。
(実施例7)
この例においては、本発明に従って製造される格子の光学的特性と、先行技術に従って製造される格子の光学的特性との他の比較が実施される。
(実施例8)
この例は、本発明の格子の光学的特徴に言及する。
(実施例9)
この例が示すのは、本発明の格子が非平面の表面に適用された際の光学的特性であって、先行技術の格子の光学的特性に比較した、光学的特性である。
f=−Rcos2β/(cosα+cosβ)。
ここで、fは焦点距離であり、Rは円筒形支持部の曲率半径であり、α及びβはそれぞれ、当該格子の法線方向に対する入射角と回折角である。
(実施例10)
この例が示すのは、本発明に従って製造される伸縮変形可能な光学素子の組み合わせが、任意の入射光ビームを分光し、焦点に集め、波面を修正する能力である。
(形態上の及び光学的な特性評価の議論)
引っ張り前後の形態上の特性評価、及び、引っ張りの間の光学的挙動特性評価が、上記の実施例において製造されるサンプルについてなされ、とりわけ、引っ張りの間のピッチ距離及び回折光スポットの形状の変更について調査される。
62 黒線
62’ 黒線
81 回折スポット
81’ 回折スポット
82 入射光ビーム
83 鏡
84 スポット
101 ビーカー
102 液体ポリマー
103 格子
104 平面
105 格子
106 外端部
107 ピンセット
108 表面
131 格子
132 亀裂
132’ 亀裂
133 亀裂
133’ 亀裂
133” 亀裂
134 格子
135 亀裂
136 亀裂
151 レーザー・ビーム
152 格子
153 回折パターン
161 格子
162 支持部
163 入射光ビーム
164 入射光ビーム部
165 出射光ビーム
166 出射光ビーム
167 回折光ビーム
168 焦点距離
171 SCBI格子
172 SCBIミラー
173 入射光ビーム
174 鉛直方向
175 水平方向
176 光ビーム
177 鉛直方向
178 水平方向
179 凹面
180 回転軸
200 SCBI装置
201 キャビティ
202 ロッド
203 バルブ
204 膨張チャンバ
205 コリメータ
206 要素
207 ビーム
208 スキマー
209 沈着チャンバ
210 ポンプ・システム
211 サンプル・ホルダー
212 支持部
300 ビーム
301 ナノコンポジット層
302 格子
401 液体ポリマー
402 基材
403 層
404 ステンシル・マスク
405 支持部
406 矢印
407 格子
408 矢印
409 生成物
410 ナノコンポジット層
411 マスク
412 矢印
413 格子
501 レーザー・ビーム
502 レーザー源
503 格子
504 鏡
504’ 鏡
505 ストレッチャー
506 ステッピング・モーター
507 トランスレータ・ステージ
508 把持部
508’ 把持部
509 載置プレート
509’ 載置プレート
510 トランスレータ
510’ トランスレータ
511 レーザー・ビーム
512 回折ビーム
512’ 回折ビーム
513 点
513’ 点
Claims (21)
- 完全に又は部分的に反射性を有する伸縮変形可能な光学素子の製造方法であって、エラストマー支持部の少なくとも一つの表面に、「クラスター・ビーム・インプランテーション(Cluster Beam Implantation)」の技術による、一つ以上の金属、それらの合金、それらの酸化物、又はそれらの混合物から選択された一つの材料の中性のナノクラスターの埋め込みを有し、それによって、前記支持部に、前記素子の表面に現れることが可能なナノコンポジット層が得られ、前記埋め込みは、
−前記エラストマー支持部の表面に前記ナノクラスターを均一に埋め込み、前記表面は、製造される光学素子の輪郭に基本的に合致する成形された輪郭を有する;又は、
−前記エラストマー支持部の平面の表面に前記ナノクラスターを選択的に埋め込む;又は、
−前記エラストマー支持部の表面に前記ナノクラスターの第一層を均一に埋め込み、その後、それによって得られる前記第一ナノクラスター層上に前記ナノクラスターの第二層を選択的に埋め込むことによって行われることを特徴とする製造方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
−前記物質の中性のナノクラスターのビームの生成であって、前記ナノクラスターは100から10000m/sの間の平均速度と、50nm未満の大きさを有する生成の段階;及び、
−前記ビームの前記エラストマー支持部の前記表面への指向の段階を有することを特徴とする方法。 - 請求項1又は2に記載の方法であって、
前記技術が「超音速クラスター・ビーム・インプランテーション(Supersonic Cluster Beam Implantation)」であることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法であって、
前記複数の金属が、Au、Ag、Pd、Pt、Cu、Ti、Fe、Ni、Cr、Co、Nb、Zr、Al、V、Zn、Mo、W、Pb、Sn、Hf、及びIrであることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法であって、
前記エラストマー材料は、ポリシロキサン、シリコーンゴム、ラテックス、熱可塑性エラストマー、フォトレジスト、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、フッ素重合体、ポリビニル・ピロリドン、ポリエチレン・グリコール、ポリエチレン・オキシド、ポリビニル・アルコール又はヒドロゲルから選択されることを特徴とする方法。 - 請求項5に記載の方法であって、
前記エラストマー材料は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)であることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法であって、
前記ナノクラスターは1から20nmの間の大きさを有することを特徴とする方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法であって、
ナノクラスターの埋め込みの間、前記エラストマー支持部が、−10℃から150℃の間の温度に維持されることを特徴とする方法。 - 請求項8に記載の方法であって、前記温度が室温であることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法であって、前記エラストマー支持部における前記ナノクラスターの埋め込みの後、そのようにして得られるナノコンポジット層が、約40℃から約120℃の間の温度で、約0.3時間から約48時間の間の期間、硬化されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の方法に従って得られる完全に又は部分的に反射性を有する伸縮変形可能な光学素子。
- 請求項11に記載の伸縮変形可能な光学素子であって、前記エラストマー支持部の表面に形成される前記ナノコンポジット層は、完全に又は部分的に反射性を有することと、導電性を有することの双方を特徴とする光学素子。
- 請求項11又は12に記載の伸縮変形可能な光学素子であって、前記エラストマー支持部の前記表面に形成される前記ナノコンポジット層は、5nmから10μmの間の厚さを有することを特徴とする光学素子。
- 請求項13に記載の伸縮変形可能な光学素子であって、前記ナノコンポジット層は、10nmから1μmの間の厚さを有することを特徴とする光学素子。
- 請求項11乃至14のいずれか1項に記載の伸縮変形可能な光学素子であって、格子、鏡、フィルタ、可変ミラー、近接場イメージング装置、光走査器、ブロードバンド・ビーム・スプリッタ、又は、高反射分布ブラッグ反射器(DBR)から選択されることを特徴とする光学素子。
- 請求項15に記載の伸縮変形可能な光学素子であって、前記光学素子が反射性を有する回折格子であることを特徴とする光学素子。
- 請求項15に記載の伸縮変形可能な光学素子であって、前記光学素子が鏡であることを特徴とする光学素子。
- 請求項16に記載の伸縮変形可能な反射性を有する回析格子(302)であって、前記エラストマー支持部(105)が、完成物の素子の表面に合致する形状を有する成形された表面を有し、前記表面には、ナノコンポジット層(301)が形成されることを特徴とする反射性回折格子(302)。
- 請求項16に記載の伸縮変形可能な部分的に反射性を有する回折格子(407)であって、前記エラストマー支持部(405)は平面の表面を有し、前記表面には、幾何学的パターンに従って位置する反射性を有する「島」の形態で、非連続的なナノコンポジット層が存在することを特徴とする回折格子(407)。
- 請求項16に記載の伸縮変形可能な部分的に反射性を有する回折格子(413)であって、前記エラストマー支持部(405)は平面の表面を有し、前記エラストマー支持部の前記表面には、第一の連続的なナノコンポジット層(410)が存在し、前記第一の連続的なナノコンポジット層の上には、幾何学的パターンに従って位置する反射性を有する「島」の形態で、第二の非連続的なナノコンポジット層が存在することを特徴とする回折格子(413)。
- 請求項11乃至20のいずれか1項に記載の完全に又は部分的に反射性を有する伸縮変形可能な光学素子を少なくとも備える光学システム。
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