KR20010030760A - 복제된 회절 격자용 보호성 오버코트 - Google Patents

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Abstract

오버코트로 보호된 회절격자가 개시되었다. 얇은 알루미늄 반사성 격자 표면을 갖는 복제격자는 마스터 격자 또는 서브부마스터 격자로 제조된다. 얇은 알루미늄 반사 표면은 균열이 생길 수 있거나 알루미늄의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 비교적 두꺼운 그레인 경계부를 가질 수 있으며 전형적으로는 알루미늄 산화물막으로 자연적으로 코팅된다. 상기 격자는 후속하여 얇고, 불순물이 없으며 밀한 오버코트로 진공 챔버에서 재코팅되고 그후 이 진공 챔버에서 MgF2박막으로 코팅된다. 격자는 약 193nm 파장에서 자외선 레이저 빔을 발생하는 ArF 레이저 작동에서의 파장을 선택하기 위한 사용에 적합하게 된다. 무산소 알루미늄 오버코트는 알루미늄 오버코트 산화물막에서 또는 알루미늄 격자 표면 하부의 격자물질에서의 화학적 반응을 촉진시키므로써 자외선광에 의한 손상이 발생되는 것을 방지한다. MgF2는 추가적으로 알루미늄 오버코트의 표면상에서의 산화를 방지한다.

Description

복제된 회절 격자용 보호성 오버코트{PROTECTIVE OVERCOAT FOR REPLICATED DIFFRACTION GRATINGS}
회절격자는 특정한 하나의 파장에서 집중되는 광의 협대역 파장에서만 레이저의 공진 공동(resonating cavity)내에 반사시키기 위한 레이저에 흔히 사용된다. 이 파장에서 광 에너지는 상기 공동내에서 공진하고 공동의 다른 단에서 부분 반사미러를 통해 방사된다. 이러한 회절격자와 그 제조방법은 본 명세서에 참조문헌으로서 통합된 미국특허 제 5,080,465호; 5,436,764호 및 5,493,393호에 설명되어 있다.
통상, 마스터 회절격자가 먼저 제조된다. 이 마스터 격자는 그후 많은 복제(replica) 격자를 형성하는 데 사용된다. 이들 복제격자의 각각은 그후 다른 복제격자를 형성하기 위한 마스터 격자로서 사용될 수 있다.
상기 미국특허 제 '465호에 설명된 바와 같이, 마스터 격자는 유리와 같은 기판위에 알루미늄을 증착시켜서 형성될 수 있다. 간섭계 제어하에서 다이아몬드 툴은 알루미늄층에서 홈이 매우 좁은 간격을 이루도록 규정하는 데 사용될 수 있다. 홈의 이러한 분리는 격자에 의해 반사되어야 할 광의 파장과 반사하기 위해 필요로 되는 파장의 협범위 정도와 관련된다. 한 실시예에서, 다이아몬드 툴은 인치 당 홈의 수만개 정도를 규정한다. 회절 격자 표면은 10제곱 인치이고 이 격자의 두께는 일인치일 수 있다. 따라서 물리적 규칙에 의해 정밀한 마스터 격자를 생성하는 것은 매우 시간이 많이 걸리고 고비용이 드는 프로세스이다.
일단 마스터 격자가 제조되면, 이 격자의 복제물이 토빈 및 위스킨에 의한 논문 소비에트 광학 기술 저널, 40(3)권(3월,1973):192-196쪽(Soviet Journal of Optical Technology, Vol.40(3)(March,1973):192-196)에 설명된 바와 같은 기술에 의해 만들어 질 수 있다. 그중 한 방법에서, 은, 금, 구리 글리세린, 카르누바 왁스, 디뷰티프탈레이트 또는 저증기압 오일과 같은 릴리즈제가 마스터 격자의 표면에 코팅된다. 얇은(예로서, 1미크론) 반사층, 예로서 알루미늄과 같은, 이 릴리즈층에 증착된다. 경화되지 않은 폴리에스테르 세멘트(에폭시)가 그후 알루미늄층에 증착되고, 그후 유리 또는 금속 기판이 에폭시의 최상부에 배치된다. 상기 세멘트가 경화된 후, 유리층, 에폭시층 및 알루미늄층이 마스터 격자로 분리되어, 결과적으로 마스터 격자의 복제물이된다.
마그네슘 플루오르화물은 공지된 광학적 코팅물이다. 8/4 두께를 갖는 이러한 물질에 의한 코팅은 원치않는 반사를 감소시키는 데 사용된다. 또한 MgF2코팅은 약 500 내지 600nm 보다 큰 파장에서 동작하는 격자의 효율을 개선시켜왔음을 보여주고 있다.(Maystre,, et al, Applied Optics, Vol. 19(18)(September 15, 1980): 3099-3102를 참조하라.)
복제된 격자의 한 중요한 용도는 248nm 및 193nm의 파장에서 자외선광을 발생하는 엑시머 레이저를 좁게 일직선 정렬시키는 것이다. 본 출원인은 종래의 복제격자가 특히 193nm 파장의 고에너지에서 강한 자외선 광에 영향을 받을 때 상당한 성능 열화를 나타냄을 알게 되었다. 필요로 되는 것은 강한 자외 방사선에서 장기간 고성능을 유지할 수 있는 복제 격자이다.
본 발명은 회절격자에 관한 것으로, 더욱 상세히는 회절격자의 수명을 연장시키는 데 이용되는 기술에 관한 것이다.
도 1은 진공 증착 챔버를 나타내는 도,
도 2는 종래 기술의 복제 격자의 단면도,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 오버코트를 갖춘 도 2에 도시된 바와 동일한 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 단면도의 확대도,
도 5는 종래 기술의 격자와 오버코팅된 격자의 성능 비교를 도시하는 테스트 데이터의 그래프,
도 6은 밀하지 않은 알루미늄으로 오버코팅되고 그후 MgF2로 오버코팅된 종래 기술의 격자의 만족스럽지 못한 성능을 나타내는 그래프.
본 발명은 오버코트로 보호된 회절격자를 제공한다. 얇은 알루미늄 반사성 격자 표면을 갖는 복제격자는 마스터 격자 또는 부마스터 격자로 제조된다. 얇은 알루미늄 반사 표면은 균열이 생길 수 있거나 알루미늄의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 비교적 두꺼운 그레인 경계부를 가질 수 있으며 전형적으로는 알루미늄 산화물막으로 자연적으로 코팅된다. 격자는 후속하여 얇은, 순수하고 밀한 오버코트로 진공 챔버에서 재코팅되고 그후 이 진공 챔버에서 MgF2박막으로 코팅된다. 격자는 약 193nm 파장에서 자외선 광 빔을 발생하는 ArF 레이저 작동에서의 파장을 선택하기 위한 사용에 적합하게 된다. 무산소 알루미늄 오버코트는 알루미늄 오버코트 산화물막에서 또는 알루미늄 격자 표면하부에서 격자물질에서의 화학적 반응을 촉진시키므로써 자외선광에 의한 손상이 발생되는 것을 방지한다. MgF2는 추가적으로 알루미늄 오버코트의 표면상에서의 산화를 방지한다.
출원인에 의한 실험
본 출원인은 복제 프로세스 동안 증착된, 통상적으로 두께가 약 1미크론인,알루미늄 코팅은 복제 프로세스의 후속하는 분리단계동안 알루미늄 코팅에 매우 작은 파손을 발생시키는 힘에 영향을 받게되고 또한 그레인 경계에서 알루미늄의 산화물 또는 수산화물을 함유할 수 있음을 알게 되었다. 이러한 파손 및 그레인 경계 영역은 격자가 엑시머 레이저에서 서비스될 때 에폭시 하부로 자외 방사선의 소량이 누설될 수 있게 한다. 에폭시에 도달하는 자외선광은 에폭시의 광분해를 야기하고, 알루미늄 코팅 상부에서 기포가 생기게하는 릴리징 가스를 방출한다. 상기 기포생성은 격자의 반사면으로부터의 확산손실을 크게 증대시킨다. 자외선광은 또한 본래의 홈 형태를 왜곡하는, 에폭시의 부피 수축을 야기하며, 소망하는 회절순서에서 반사손실을 일으키다. 이러한 결과는 격자의 유용한 수명을 매우 제한하며, 비교적 빈번한 주기로 사용되는 장비를 사용할 수 없게 한다.
본 출원인은 복제격자가 마스터 격자로부터 제거되고 세정된 후 복제격자의 표면상에 또다른 약 100nm의 알루미늄으로 된 얇은 반사성 오버코트를 증착시키므로써 복제격자의 본래의 알루미늄층의 균열에 의해 야기된 문제들을 부분적으로 해결할 수 있게 되었다. 오버코팅은 스패터링 또는 증발에 의해 진공 챔버에서 수행되었다. 이 오버코트는 특히 약 248nm의 파장에서 동작하는 KrF 엑시머 레이저에서의 파장 선택을 위해 격자가 사용될 때 격자 성능에서 커다란 개선을 나타내었다. 그러나 본 출원인은 193nm의 파장에서 동작하는 ArF 엑시머 레이저에서의 파장 선택을 위해 격자가 사용될 때 알루미늄 오버코트가 있는 경우에도 격자 성능의 열화가 발생함도 알게되었다.
본 출원인은 성능열화가 알루미늄 코팅이 격자에 증착된 후 알루미늄면이 공기에 노출될 때 알루미늄면상에 자연적으로 형성되어지는 산화물층의 경계에서; 또는 증착된 알루미늄 막에서 산소와 고 에너지 UV 포톤 상호작용을 포함하는 양자 광화학적 및 광물리적 매커니즘에 기인한다고 믿고 있다. 이 열화는 알루미늄면의 UV 방사선이 공기와 같은 산소를 함유하는 환경에서 발생한다면 더욱 강조될 수 있다. 그러나 알루미늄면 위의 공간이 UV 조사 주기 동안 질소로 정화되는 경우에도, 그레인 경계 영역 또는 Al2O3표면 막에서 산소와의 반응은 성능을 열화시킬 수 있다.
제 1 바람직한 실시예
본 발명의 바람직한 실시예가 도 1을 참조하여 설명된다. 도 1은 고강도 자외선 환경에서 장기간 사용하는 데 적절한　격자를 제공하기 위해 종래기술의 격자를 코팅하는 방법을 설명한다.
본 출원인은 길이가 약 250mm, 두께 35mm 및 폭 35mm인 치수를 갖는 종래기술의 격자로 코팅 동작을 수행하였다. 이 격자의 홈은 mm 당 약 84.77 홈으로 간격을 이루었다. 도 2는 격자 표면의 단면을 도시한다. 격자 기판(40)은 1 미크론 알루미늄층(44)으로 커버링된 두께가 약 15 미크론인 에폭시층(42)에 의해 유리로 커버링된다. 홈은 11.7966 미크론으로 간격을 이루고 삼각형상이고 각각의 홈의 깊은 단부에서 약 3.5 미크론 깊이이다. 홈의 3.5 미크론 면은 격자의 정상적인 면에 대해 11.3°의 각도를 이룬다. 레이저에서 파장 선택을 위해 리트로우(Littrow) 구성에 사용될 때, 격자는 입사 빔이 약 90도로 짧은 면과 만나도록 입사 빔에 대해 11.3°로 경사지게 된다. 3.5 미크론 면은 반사면이다. 193.38nm의 파장에서의 ArF 레이저 동작에서, 연속적인 짧은 면간의 거리를 두 배로 하는 것은 정확히 193.38nm ArF 광의 122 파장과 정확히 동일하다. 짧은 면 사이의 간격의 두 배는 248.35nm에서 KrF 광의 95 파장과 정확히 동일하다. 그러므로, 동일한 격자가 KrF 레이저 또는 ArF 레이저의 파장 선택에 사용될 수 있다.
종래 기술의 레이저 격자(2)가 알루미늄 금속 및 마그네슘 플루오르화물로 된 증기 소스 상부의 물리적 증기 증착 진공 챔버(4)에 장착된다. 알루미늄은 알루미늄 도가니(6)에 함유되고 마그네슘 플루오르화물은 마그네슘 플루오르화물 도가니(8)에 함유되고 이들 두 도가니는 알루미늄에 의한 제 1 코팅과 MgF2된 제 2 코팅을 제공하기 위해 회전될 수 있는 회전 지지부(10)에 장착된다. 진공 펌프(12)는 약 10-6 토르 이하의 진공압력을 제공하며, 이것은 소스와 격자 사이의 간격 보다 수배 더 긴 평균 자유 경로를 보장하는 데 충분하다. 이것은 본질적으로 무충돌 원자 및 분자 증착을 제공한다. 또한, 이 압력에서 코팅되어야 할 표면과, 산소 또는 수소와 같은 배경 가스와의 충돌 비율은 알루미늄 원자 또는 마그네슘 플루오르화물의 도달율 보다 실질적으로 작다. 이것은 격자 표면상에서 순수하고, 밀한 알루미늄 및 마그네슘 플루오르화물이 증착되는 결과로 된다. 따라서 용적 코팅 물질 내부에 존재하는 어떠한 산소 또는 수소 원자도 없다. 소스는 종래 방법에서 전자 빔 소스(14)를 형성하는 전자 빔(16)으로 가열되고, 이 빔은 마그네틱 소스(도시도지 않음)에 의한 자계로 도가니 위치로 휘어진다.
제 2 알루미늄 코팅 및 MgF2오버코팅을 제공하기 위해, 격자(2)는 코팅 원자가 수직 상태에 비해 50도 각도로 격자 표면에 충돌하는 각도로 진공챔버(4)에 장착된다. 이것은 원자가 66도에서 짧은 면상에 충돌하고 약 45도의 각도에서 긴 면에 충돌함을 의미한다. 코팅 프로세스는 약 100nm의 밀한 알루미늄 두께가 될 때 까지 계속되어야 한다. 진공챔버(4)에서 진공을 깨뜨리지 않고, 지지부(10)는 MgF2소스를 제위치에 회전시키기 위해 사용될 수 있고 약 10mm의 MgF2오버코트는 격자의 짧은 면상의 알루미늄 코팅 위에 위치된다. 긴 면상에서의 두 코팅의 두께는 짧은 면상의 대응 두께의 약 75%가 될 것이다. 더블 코팅의 경과가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
테스트 결과
본 발명에 따라 오버코팅된 격자는 ArF 레이저상의 파장 선택 모듈에서 본 출원인에 의해 테스팅되었고 종래기술의 밀하지 않은 오버코팅되지 않은 격자와 비교되었다.
도 5에는 ArF 실험에 의한 데이터가 도시되었다. 193nm에서 펄스 당 10mJ로 약 20 백만 펄스후에 종래기술의 격자는 그 반사도가 초기치의 약 75%로 감소되었고; 반면에 본 발명에 따라 오버코팅된 격자는 초기치의 95% 이상의 반사도를 나타내었다.
밀한 산화되지 않은 Al 오버코트의 중요성
알루미늄 오버코팅은 산소가 없는 순수하고 밀한 알루미늄 코팅이어야 할 것이 중요하다. MgF2로 종래 기술의 격자에 본래부터 있는 균열이 있거나 및/또는 밀하지 않은 코팅을 단순히 코팅하는 것은 어떠한 실질적 개선도 제공하지 못한다. 사실상, 248nm 환경에서 본 출원인에 의한 예비실험은 양호하지 못한 초기 성능과 MgF2코팅부를 가지지만 이와 함께 10-5토르 보다 높은 진공압력에서 도포된 알루미늄 오버코팅을 갖춘 격자의 고속 열화를 나타내었다. 도 6을 참조하라. 상기한 바와 같이 알루미늄 오버코트의 상당한 산화 이전에 알루미늄 오버코팅상에 MgF2코팅을 두는 것이 매우 중요하다. 알루미늄상에 산화막이 존재한다면, UV는 MgF2층 아래에서 화학적 변화를 야기하고, 격자표면을 왜곡시키고, 이에따라 반사도를 감소시킨다. 격자가 천문학 작업에서와 같은 UV광 강도가 작은 경우의 환경에서 사용될 때 순수하고 밀한 알루미늄 코트에 대한 필요조건은 일반적으로 중요하지 않음을 이해하여야 한다. 순수하고 밀한 알루미늄 코팅은, 엑시머 레이저에 의해 발생되　 바와 같은 고 UV 레벨에서 매우 중요하다.
본 발명에 대한 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 당업자에게는 본 발명의 광범위한 태양에서 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변형 및 수정이 있을 수 있음이 명백할 것이다. 예로서, 당업자는 스퍼터링 이외의 기타 방법이 무산소, 밀한 알루미늄 오버코트를 제조하는 데 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 알루미늄 오버코트와 MgF2보호 코트의 두께는 약간 변동될 수 있다. 알루미늄 코트의 바람직한 두께는 약 50nm 내지 약 200nm 이고 MgF2보호 코트의 바람직한 두께는는 약 50nm 미만이다. 그러나, 이들 범위 이외의 두께는 특정될 수 있다. 양호한 코팅이 강한 자외선광에 노광될 표면에 도포되어야 함이 이해되어야 한다. 도 2 및 도 3에 도시된 격자에 대해, 그 표면은 짧은 3.5 미크론 표면이다. 상기한 테스트 결과는 리트로우 구성으로 배열된 오버코트 회절 격자를 따라 빔 각도 조정 미러 및 3-프리즘 빔 확대기를 포함하는 파장 선택 모듈을 사용하여 획득되었다. 그러나 당업자는 본 발명에 따라 제조된 격자를 위한 기타 다양한 응용을 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 범위 및 정신에 속하는 모든 변경 및 수정을 포함한다.

Claims (13)

  1. 격자표면을 한정하는 회절 격자의 복제물을 코팅하는 방법에 있어서,
    A) 상기 복제물을 진공챔버에 위치시키고 이 챔버 압력을 10-6토르 미만으로감소시키는 단계;
    B) 상기 챔버 압력을 10-6토르 미만으로 유지시키면서, 상기 격자표면에 알루미늄 오버코트층을 증착시키는 단계; 및
    C) 상기 챔버 압력을 10-6토르 미만으로 유지시키면서, 상기 알루미늄 오버코트층에 MgF2보호층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 셋트의 표면상의 상기 알루미늄 오버코트 층은 두께가 200nm와 50nm 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 셋트의 표면상의 상기 MgF2층은 두께가 실질적으로 50nm 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 적어도 한 셋트의 표면상의 상기 MgF2층은 두께가 약 10nm 이고 상기 알루미늄 오버코트 층은 두께가 약 100nm인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 압력은 5 x 10-7토르 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 압력은 상기 A), B) 및 C) 단계 동안 계속하여 10-6토르 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 증착단계는 모두 전자 빔 스퍼터링 기술을 이용하여 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 증착단계는 모두 증기 증착 기술을 이용하여 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 각각이 반사면을 갖는 다수의 병렬 홈를 갖는 오버코트 보호된 회절 격자에 있어서,
    A) 강성 기판;
    B) 다수의 상기 병렬 홈을 포함하는 알루미늄 격자 층;
    C) 상기 강성 기판에 상기 알루미늄 격자 층을 부착시키는 접착층;
    D) 상기 알루미늄 격자 층을 오버코팅하며, 상기 반사면상에 200nm 미만의 두께를 갖는 얇은 알루미늄 오버코트층; 및
    E) 상기 얇은 알루미늄 오버코트층을 오버코팅하며, 상기 반사면상에 50nm 미만의 두께를 갖는 얇은 MgF2보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버코트 보호된 회절 격자.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 다수의 병렬 홈은 형태가 삼각형상인 것을 특징으로 하는 오버코트 보호된 회절 격자.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 다수의 병렬 홈은 약 11.7966 미크론의 간격을 이뤄 이격된 것을 특징으로 하는 오버코트 보호된 회절 격자.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 알루미늄 오버코트는 상기 반사면상에서 약 100미크론의 두께를 가지며 상기 얇은 MgF2보호층은 상기 반사면상에서 약 10 nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 오버코트 보호된 회절 격자.
  13. A) ArF 레이저에 의해 발생된 레이저 빔을 확산시키는 프리즘 빔 익스팬더;
    B) 각각이 반사면을 갖는 다수의 병렬 홈을 갖는 오버코트 보호된 회절 격자인 데, 이 회절격자는:
    1) 강성 기판;
    2) 다수의 상기 병렬 홈을 포함하는 알루미늄 격자 층;
    3) 상기 강성 기판에 상기 알루미늄 격자 층을 부착시키는 접착층;
    4) 상기 알루미늄 격자 층을 오버코팅하며, 상기 반사면상에 200nm 미 만의 두께를 갖는 얇은 알루미늄 오버코트층; 및
    5) 상기 얇은 알루미늄 오버코트층을 오버코팅하며, 상기 반사면상에 50nm 미만의 두께를 갖는 얇은 MgF2보호층을 포함하며;
    C) 상기 레이저에 의한 증폭을 위한 좁은 파장을 선택하기 위해 상기 격자에 대한 상기 레이저 빔의 방향을 조정하기 위한 빔 각도 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 ArF 레이저용 라인 내로우잉 모듈.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6511703B2 (en) * 1997-09-29 2003-01-28 Cymer, Inc. Protective overcoat for replicated diffraction gratings
US6379492B2 (en) * 1998-10-31 2002-04-30 Applied Materials, Inc. Corrosion resistant coating
JP2002098820A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Nippon Sheet Glass Co Ltd 反射型回折格子
DE10064143A1 (de) * 2000-12-15 2002-06-20 Zeiss Carl Reflexionsminderungsbeschichtung für Ultraviolettlicht bei großen Einfallswinkeln
GB0106050D0 (en) * 2001-03-12 2001-05-02 Suisse Electronique Microtech Polarisers and mass-production method and apparatus for polarisers
DE10126637A1 (de) * 2001-05-31 2002-12-12 Schott Glas Diffraktive optische Elemente aus oder mit Alkalifluoriden und Verfahren zu deren Herstellung
DE10200293B4 (de) * 2002-01-07 2007-12-20 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Optische Anordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen
JP4155031B2 (ja) * 2002-03-15 2008-09-24 株式会社豊田中央研究所 基材の表面改質方法及び改質された基材、並びに装置
DE10213088B4 (de) * 2002-03-18 2005-03-10 Fraunhofer Ges Forschung Optisches Element, Verfahren zu seiner Herstellung und zur Bestimmung seiner optischen Eigenschaften
WO2004079410A1 (en) * 2003-01-06 2004-09-16 Polychromix Corporation Diffraction grating having high throughput effiency
US7158553B2 (en) * 2003-02-14 2007-01-02 Lambda Physik Ag Master oscillator/power amplifier excimer laser system with pulse energy and pointing control
US20040183220A1 (en) * 2003-03-18 2004-09-23 Avinash Dalmia Ultra thin layer coating using self-assembled molecules as a separating layer for diffraction grating application
US7070697B2 (en) * 2003-04-14 2006-07-04 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Methods of making a read sensor with use of a barrier structure for depositing materials
KR100517075B1 (ko) * 2003-08-11 2005-09-26 삼성전자주식회사 반도체 소자 제조 방법
US7561611B2 (en) 2005-02-03 2009-07-14 Corning Incorporated Extended-lifetime elements for excimer lasers
DE102007032371A1 (de) 2007-07-06 2009-01-15 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Verfahren zum Beschichten eines optischen Bauelements für eine Laseranordnung
JP5219745B2 (ja) * 2007-11-14 2013-06-26 キヤノン株式会社 発光装置
US7821900B2 (en) * 2008-05-15 2010-10-26 Northrop Grumman Systems Corporation Diffractive optical element and method of designing the same
KR101496151B1 (ko) * 2008-06-25 2015-02-27 삼성전자주식회사 산화물 다이오드를 이용한 디스플레이 장치
FR2945159B1 (fr) * 2009-04-29 2016-04-01 Horiba Jobin Yvon Sas Reseau de diffraction metallique en reflexion a haute tenue au flux en regime femtoseconde, systeme comprenant un tel reseau et procede d'amelioration du seuil d'endommagement d'un reseau de diffraction metallique
JP5676929B2 (ja) 2010-06-11 2015-02-25 キヤノン株式会社 回折光学素子、光学系および光学機器
JP5676928B2 (ja) * 2010-06-11 2015-02-25 キヤノン株式会社 回折光学素子、光学系、及び、光学機器
JP6153305B2 (ja) * 2011-10-06 2017-06-28 キヤノン株式会社 エシェル型回折格子の製造方法
DE102011054837A1 (de) 2011-10-26 2013-05-02 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Optisches Element
JP5972100B2 (ja) * 2012-08-13 2016-08-17 キヤノン株式会社 反射型回折素子
CN103255387B (zh) * 2013-03-16 2015-09-16 上海理工大学 一种中阶梯光栅的复制方法
CN110656225A (zh) * 2019-10-05 2020-01-07 章国超 一种锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理的柔性加热装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE276740C (ko) *
US4437958A (en) * 1978-01-11 1984-03-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Device and method for separating oxygen isotopes
JPS60181704A (ja) * 1984-02-29 1985-09-17 Canon Inc 真空紫外用反射ミラー
GB8420182D0 (en) * 1984-08-08 1984-09-12 Pa Consulting Services Diffraction gratings
DE3883638T2 (de) * 1987-06-27 1994-04-21 Shimadzu Corp Flexibles Replika-Gitter und optischer Multiplexer/Demultiplexer mit Anwendung eines solchen Gitters.
US4803696A (en) * 1987-06-30 1989-02-07 Hughes Aircraft Company Laser with grating feedback unstable resonator
ATE114826T1 (de) * 1988-03-18 1994-12-15 Instruments Sa Beugungsgitter und herstellungsverfahren dafür.
US4873692A (en) * 1988-08-12 1989-10-10 Spectra-Physics Pulsed tunable solid state laser
US5493393A (en) * 1989-03-17 1996-02-20 The Boeing Company Planar waveguide spectrograph
JPH02278203A (ja) * 1989-04-19 1990-11-14 Adachi Shin Sangyo Kk 光学反射板
ATE140040T1 (de) * 1991-04-12 1996-07-15 Nissin Electric Co Ltd Verfahren zur erzeugung eines metallfilms sowie durch einen aluminiumfilm beschichtetes erzeugnis
JP3147481B2 (ja) * 1992-04-21 2001-03-19 松下電器産業株式会社 ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法
JPH07239407A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Shimadzu Corp レプリカ回折格子
WO1996031929A1 (fr) * 1995-04-03 1996-10-10 Komatsu Ltd. Laser a bande etroite
US5850309A (en) * 1996-03-27 1998-12-15 Nikon Corporation Mirror for high-intensity ultraviolet light beam
US5995285A (en) * 1996-07-09 1999-11-30 Canon Kabushiki Kaisha Multilevel optical diffraction device with antireflection film and exposure apparatus
JP2920164B2 (ja) * 1997-01-17 1999-07-19 サイマー，インコーポレーテッド 複製回折格子のための反射性保護膜

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DE69838913D1 (de) 2008-02-07

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