RU2539730C1 - Method of producing hologram of drawing - Google Patents

Method of producing hologram of drawing Download PDF

Info

Publication number
RU2539730C1
RU2539730C1 RU2013130511/28A RU2013130511A RU2539730C1 RU 2539730 C1 RU2539730 C1 RU 2539730C1 RU 2013130511/28 A RU2013130511/28 A RU 2013130511/28A RU 2013130511 A RU2013130511 A RU 2013130511A RU 2539730 C1 RU2539730 C1 RU 2539730C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
hologram
layer
calculated
image
Prior art date
Application number
RU2013130511/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013130511A (en
Inventor
Михаил Владимирович Борисов
Александр Александрович Гавриков
Дмитрий Юрьевич Князьков
Петр Андреевич Михеев
Вадим Израилович Раховский
Дмитрий Анатольевич Челюбеев
Виталий Валериевич Черник
Алексей Станиславович Шамаев
Original Assignee
Вадим Израилович Раховский
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вадим Израилович Раховский filed Critical Вадим Израилович Раховский
Priority to RU2013130511/28A priority Critical patent/RU2539730C1/en
Publication of RU2013130511A publication Critical patent/RU2013130511A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539730C1 publication Critical patent/RU2539730C1/en

Links

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: drawing is converted to raster in digital form and information on the amplitude and phase, characterising each raster point, is recorded. The required parameters of elements of the hologram are calculated, for which elements of the digital raster of the image of the drawing are converted to digital raster of the future hologram. A diffraction pattern is calculated at each point of the future hologram. An interference pattern resulting from interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wave front from a virtual reference radiation source is calculated. The transmission function of the hologram is calculated and regions are selected therein, which, after binarisation, yield transparent elements of an unallowable small size, which physically do not transmit light, after which the transmission function is changed to increase the size of said elements. The result is used to form a diffraction structure of the hologram on a carrier and the hologram is created in the form of a set of transparent discrete elements in an opaque layer deposited on a transparent substrate. Optical correction of the enlarged elements is performed to allow the enlarged elements to transmit an amount of light according to the primary transmission function. Correction is performed by placing on the opaque layer a layer of absorbent substance with a known absorption coefficient for the image reconstructing radiation, and the region over the non-enlarged elements is made transparent.
EFFECT: obtaining a drawing with improved process parameters, high contrast of the obtained drawing and low noise level.
13 cl

Description

Изобретение относится к области микролитографии и может быть промышленно реализовано, например, при изготовлении интегральных схем, бинарных голограмм или структур со сформированным по заданной программе рельефом с субмикронным разрешением, для изготовления голограммных масок, и может быть использовано в оптической промышленности для изготовления фокусирующих, рассеивающих и корректирующих элементов оптики, например киноформов, в приборах оптического контроля формы асферических поверхностей, таких как голограммные компенсаторы.The invention relates to the field of microlithography and can be industrially implemented, for example, in the manufacture of integrated circuits, binary holograms or structures with a submicron resolution relief formed according to a given program, for the manufacture of hologram masks, and can be used in the optical industry for the manufacture of focusing, scattering and corrective elements of optics, for example kinoforms, in optical control devices of the shape of aspherical surfaces, such as hologram compensators.

Создание интегральных схем с характерным размером элементов 0.1-0.01 мкм является важнейшим перспективным направлением развития современной микроэлектроники. Технология высокоточного (с субмикронными и микронными допусками) изготовления прецизионных форм с трехмерным рельефом может быть промышленно использована, например, при создании массовой технологии изготовления деталей микророботов, высокоразрешающих элементов дифракционной и френелевской оптики, а также в других областях техники, где тоже необходимо получение в функциональном слое изделия трехмерного рисунка заданной глубины с высоким разрешением его структур, например, при создании печатных форм для изготовления денежных знаков и иных ценных бумаг.Creation of integrated circuits with a characteristic element size of 0.1-0.01 microns is the most important promising direction in the development of modern microelectronics. The technology of high-precision (with submicron and micron tolerances) manufacturing of precision forms with a three-dimensional relief can be industrially used, for example, to create mass technology for manufacturing parts of microrobots, high-resolution elements of diffraction and Fresnel optics, as well as in other areas of technology where it is also necessary to obtain functional a product layer of a three-dimensional drawing of a given depth with a high resolution of its structures, for example, when creating printing forms for the manufacture of cash and other securities.

От разрешающей способности процесса микролитографии, определяющей уровень развития большинства отраслей современной науки и техники, в решающей степени зависит дальнейшее развитие современной микроэлектроники. Микролитография включает нанесение на поверхность твердого тела (обычно подложки из полупроводникового материала) слоя материала, чувствительного к воздействию используемого потока излучения, оптического излучения или электронных пучков, в качестве которого наиболее часто используется слой фоторезиста. Экспонирование фоторезиста через шаблон, обычно называемый маской, позволяет создать на фоторезисте рисунок, соответствующий заданной топологии, например топологии слоя создаваемой интегральной схемы.From the resolution of the microlithography process, which determines the level of development of most branches of modern science and technology, the further development of modern microelectronics decisively depends. Microlithography involves applying to a surface of a solid (usually a substrate of semiconductor material) a layer of material that is sensitive to the effects of the used radiation flux, optical radiation or electron beams, which is most often used as a photoresist layer. Exposing a photoresist through a template, usually called a mask, allows you to create a picture on the photoresist that corresponds to a given topology, for example, the layer topology of the created integrated circuit.

Точность позиционирования лучших проекционных сканирующих систем (степперов), производимых мировым лидером в этой области технологического оборудования для микроэлектроники - голландской фирмой ASM-Lithography, достигает 10 нм, что явно не достаточно для создания СБИС с характерным размером элементов 20-30 нм. Отставание возможностей степперов от нужд промышленности естественно, т.к. разработка степпера для субмикронных технологий требует трех-пяти лет, а стоимость его при серийном выпуске в зависимости от обеспечиваемого разрешения составляет от 10 до 70 миллионов долларов, не говоря уж о стоимости разработки, составляющей многие сотни миллионов долларов.The positioning accuracy of the best projection scanning systems (steppers) produced by the world leader in this field of technological equipment for microelectronics - the Dutch company ASM-Lithography, reaches 10 nm, which is clearly not enough to create VLSI with a characteristic element size of 20-30 nm. The lag of the capabilities of steppers from the needs of industry is natural, because the development of a stepper for submicron technologies requires three to five years, and its cost in serial production, depending on the resolution provided, ranges from 10 to 70 million dollars, not to mention the development cost, which amounts to many hundreds of millions of dollars.

В настоящее время в промышленности наиболее распространена фотомикролитография (или фотолитография). Обеспечиваемое ею разрешение Дх определяется длиной волны λ используемого излучения и числовой апертурой NA проекционной системы: Δх=k1λ /NA (У. Моро "Микролитография": в 2-х ч. Ч. 1: Пер. с англ.- М., Мир, 1990, с.478 [1]). Такая зависимость естественно стимулировала у разработчиков стремление к использованию все более коротковолновых источников излучения и все более высокоапертурных проекционных систем. В результате за последние 40 лет в промышленной проекционной фотолитографии произошел переход от ртутных ламп с характерной длиной волны излучения 330-400 нм к эксимерным лазерам с длинами волн излучения 193 и даже 157 нм. Проекционные объективы современных степперов достигли диаметра 600-700 мм, что и обуславливает быстрый рост стоимости степперов.Currently, photomicrorolithography (or photolithography) is the most common in industry. The resolution Dx provided by it is determined by the wavelength λ of the radiation used and the numerical aperture NA of the projection system: Δx = k 1 λ / NA (W. Moreau "Microlithography": in 2 hours Part 1: Translated from English - M. , World, 1990, p. 478 [1]). Such a dependence naturally stimulated the developers' desire to use increasingly shorter-wavelength radiation sources and increasingly higher-aperture projection systems. As a result, over the past 40 years, industrial projection photolithography has undergone a transition from mercury lamps with a characteristic radiation wavelength of 330-400 nm to excimer lasers with radiation wavelengths of 193 and even 157 nm. Projection lenses of modern steppers reached a diameter of 600-700 mm, which leads to a rapid increase in the cost of steppers.

Увеличение разрешения приводит к резкому уменьшению глубины фокусировки ΔF, т.к. ΔF=±λ/2(NA)2 [1, с.478], что приводит к уменьшению производительности и радикальному усложнению системы фокусировки гигантских проекционных объективов, а значит, опять-таки к росту стоимости степперов. К тому же краевые эффекты ограничивают возможность использования апертуры такого объектива при работе с предельным разрешением, обеспечиваемым объективом.An increase in resolution leads to a sharp decrease in the focusing depth ΔF, because ΔF = ± λ / 2 (NA) 2 [1, p. 478], which leads to a decrease in productivity and a radical complication of the focusing system of giant projection lenses, which means, again, to an increase in the cost of steppers. In addition, edge effects limit the possibility of using the aperture of such a lens when working with the maximum resolution provided by the lens.

В процессе развития проекционной фотолитографии минимальный размер проецируемых деталей уменьшался в среднем на 30% каждые 2 года, что позволяло каждые 18 месяцев удваивать число транзисторов на интегральных схемах (закон Мура). В настоящее время в промышленности используется "0.065-микронная технология", позволяющая печатать детали с разрешением 65 нм, в то время как следующим рубежом, по мнению экспертов, является создание проекционных систем и источников излучения, обеспечивающих уверенное разрешение на уровне 22 нм. Это потребует перехода к источникам экстремального ультрафиолета (EUV-источникам) или даже перехода к мягкому рентгеновскому излучению. В настоящее время интенсивно ведутся эксперименты с микролитографией на λ=13,4 нм. Первая такая установка, как сообщалось на форуме разработчиков компании INTEL (ведущего мирового производителя СБИС), была создана и в 2002 году на ней были получены транзисторы с характерным размером 50 нм. Однако стоимость такого степпера даже при серийном производстве будет достигать, по оценке экспертов, 70 миллионов долларов, а для отладки технологии серийного производства микропроцессоров с характерным размером элементов на уровне 30 нм потребуется по самым оптимистическим оценкам еще 3-5 лет.In the process of development of projection photolithography, the minimum size of projected parts decreased on average by 30% every 2 years, which made it possible to double the number of transistors on integrated circuits every 18 months (Moore's law). Currently, the industry uses “0.065-micron technology”, which allows printing of parts with a resolution of 65 nm, while the next frontier, according to experts, is the creation of projection systems and radiation sources that provide reliable resolution at 22 nm. This will require a transition to extreme ultraviolet sources (EUV sources) or even a transition to soft X-rays. Currently, experiments are underway with microlithography at λ = 13.4 nm. The first such installation, as reported at the forum of developers of the company INTEL (the leading global manufacturer of VLSI), was created and in 2002 transistors with a characteristic size of 50 nm were obtained on it. However, the cost of such a stepper, even in mass production, will reach, according to experts, $ 70 million, and for debugging the technology of serial production of microprocessors with a characteristic element size of 30 nm, it will take another 3-5 years, according to the most optimistic estimates.

Одним из наиболее существенных ограничений применения фотолитографии является ограничение, связанное с дифракцией от краев маски (дифракция от краев экрана), используемой для получения желаемого проекционного изображения на поверхности фоторезиста. Это явление по мере увеличения монохроматичности используемого излучения приводит ко все более заметному ухудшению качества получаемого изображения вследствие появления дифракционных максимумов, располагающихся на расстояниях порядка λ от центра проецируемой линии. Если учесть, что в настоящее время ведущими производителями используется лазерное излучение с длиной волны λ=193 нм и даже (в экспериментальных степперах!) еще меньшей, то становится очевидным, насколько существенным может быть ограничение по разрешению, вносимое дифракцией на краю маски.One of the most significant limitations of the use of photolithography is the restriction associated with diffraction from the edges of the mask (diffraction from the edges of the screen) used to obtain the desired projection image on the surface of the photoresist. As the monochromaticity of the radiation used increases, this phenomenon leads to an increasingly noticeable deterioration in the quality of the resulting image due to the appearance of diffraction peaks located at distances of the order of λ from the center of the projected line. If we take into account that currently the leading manufacturers use laser radiation with a wavelength of λ = 193 nm and even less (in experimental steppers!), It becomes obvious how significant the resolution restriction introduced by diffraction at the edge of the mask can be.

Таким образом, существующие проекционные устройства для создания изображения на светочувствительном слое имеют ряд существенных недостатков:Thus, the existing projection devices for creating images on the photosensitive layer have a number of significant disadvantages:

1) принципиальные трудности совмещения в одном устройстве высокого разрешения и большой глубины резкости;1) the fundamental difficulties of combining in one device a high resolution and a large depth of field;

2) существенное усложнение конструкции и технологии проецирующего устройства при уменьшении длины волны излучения, используемого при проецировании изображения на фоторезист;2) a significant complication of the design and technology of the projection device while reducing the wavelength of radiation used when projecting the image onto the photoresist;

3) радикальное усложнение оптической системы и технологии изготовления проецируемого объекта - маски по мере уменьшения длины волны, используемой при проецировании;3) a radical complication of the optical system and manufacturing technology of the projected object - the mask as the wavelength used in the projection decreases;

4) резкое удорожание технологии и оборудования по мере роста степени интеграции производимой продукции;4) a sharp rise in the cost of technology and equipment as the degree of integration of manufactured products increases;

5) чрезвычайно низкая технологическая гибкость производственного процесса и очень высокая стоимость его перестройки;5) the extremely low technological flexibility of the production process and the very high cost of its reconstruction;

6) принципиальная невозможность создания диверсифицированного производства, т.е. производства различных интегральных схем на одной подложке в едином технологическом процессе.6) the fundamental impossibility of creating diversified production, i.e. production of various integrated circuits on one substrate in a single technological process.

Известен способ получения бинарной голограммы, в котором создают множество областей пропускания в пленке непрозрачного для используемого излучения материала в соответствии с их заранее заданным или рассчитанным положением таким образом, чтобы при освещении полученного множества областей пропускания голографическое изображение формировалось на заданном расстоянии от них (Л.М. Сороко "Основы голографии и когерентной оптики." - М., Наука, 1971, с.420-434 [2]). В указанной монографии рассмотрена возможность получения "численной голограммы", называемой также синтетической, искусственной или бинарной голограммой, и изложена теория, отличающаяся лаконичностью и ясностью математического описания. Однако известный способ получения бинарных голограмм, при котором изображение областей пропускания получают, например, графически, и фотографируют со значительным уменьшением, не позволяет получить достаточно высокое качество изображения и высокое разрешение, прежде всего, за счет недостаточной точности изготовления и недостаточно большого количества используемых областей пропускания.A known method for producing a binary hologram in which a plurality of transmission regions are created in a film of material that is opaque to the radiation used in accordance with their predetermined or calculated position so that when illuminating the obtained many transmission regions, a holographic image is formed at a predetermined distance from them (L.M Soroko "Fundamentals of holography and coherent optics." - M., Nauka, 1971, p.420-434 [2]). In this monograph, the possibility of obtaining a “numerical hologram,” also called a synthetic, artificial, or binary hologram, is considered, and a theory is presented that is distinguished by its conciseness and clarity of the mathematical description. However, the known method for producing binary holograms, in which the image of the transmission regions is obtained, for example, graphically, and photographed with a significant reduction, does not allow to obtain a sufficiently high image quality and high resolution, primarily due to insufficient manufacturing accuracy and insufficiently large number of transmission regions used .

Известен способ получения изображения на чувствительном к используемому излучению материале с использованием голограммы, в котором формируют на поверхности чувствительного к используемому излучению материала пятна засветки путем получения на его поверхности изображения, по крайней мере, одной голограммы, установленной перед чувствительным к используемому излучению материалом (GB 1331076 А, опубл. 19.09.1973 [3]). Однако известный способ получения изображения на чувствительном к используемому излучению материале с использованием голограммы не позволяет получить высокое качество изображения из-за взаимного перекрытия множества порядков дифракции, а высокое разрешение - из-за невозможности применения коротковолновых источников излучения. Более того, главной задачей этого способа являлось обеспечение эффективного контроля визуально контролируемых меток.A known method of obtaining an image on a material sensitive to the radiation used using a hologram in which light spots are formed on the surface of the material sensitive to the radiation used by obtaining at least one hologram mounted on the surface of the material sensitive to the radiation used (GB 1331076 A, publ. 09/19/1973 [3]). However, the known method of obtaining an image on a material sensitive to the radiation used using a hologram does not allow to obtain high image quality due to the mutual overlap of many diffraction orders, and high resolution due to the impossibility of using short-wave radiation sources. Moreover, the main objective of this method was to provide effective control of visually controlled tags.

Известен способ получения бинарной голограммы, известный из RU 2262126 [4]. Согласно описанию, в пленке материала, непрозрачного для излучения, используемого для восстановления изображения, получают множество областей пропускания в соответствии с их заданными или рассчитанными размерами и положением. При этом предварительно получают на чувствительном к используемому излучению материале, располагаемом на пленке непрозрачного материала, изображение указанного множества областей пропускания, изображение каждой из которых выполняют путем формирования суммарной зоны перекрытия пятен засветки, каждое из которых обеспечивает получение чувствительным материалом дозы излучения меньше Епор, где Епор - пороговое значение дозы излучения, соответствующее порогу чувствительности чувствительного к используемому излучению материала, а доза излучения, которую получает чувствительный к используемому излучению материал в каждой суммарной области перекрытия пятен засветки, равна или превышает Епор. Пятна засветки получают с помощью расположенной перед поверхностью чувствительного к используемому излучению материала двумерной матрицы излучателей, каждый из которых выполнен с возможностью управления интенсивностью выходящего из него излучения и содержит по крайней мере один элемент для формирования потока излучения с заданными размерами и формой его поперечного сечения, взаимосвязанный с источником излучения, причем при получении каждой из суммарных областей перекрытия пятен засветки, перед экспонированием по крайней мере одного пятна засветки из образующих данную суммарную зону перекрытия пятен засветки осуществляют перемещение матрицы излучателей или/и чувствительного к используемому излучению материала в плоскости, параллельной поверхности чувствительного к используемому излучению материала, в одном направлении или в двух взаимно перпендикулярных направлениях, после чего с помощью соответствующей обработки формируют в пленке непрозрачного для используемого излучения материала указанное множество областей пропускания.A known method of obtaining a binary hologram, known from RU 2262126 [4]. According to the description, in the film of a material opaque to radiation used for image reconstruction, a plurality of transmission areas are obtained in accordance with their predetermined or calculated sizes and positions. When this is preliminarily obtained on the material sensitive to the radiation used, placed on the film of opaque material, the image of the specified set of transmission areas, the image of each of which is performed by forming the total area of overlapping spots of exposure, each of which ensures that the sensitive material receives a radiation dose of less than E pore , where E por - the threshold value of the radiation dose corresponding to the sensitivity threshold of the material sensitive to the radiation used, and doses and the radiation that the material sensitive to the radiation used receives in each total area of overlap of the spots of exposure is equal to or greater than E then . Illumination spots are obtained using a two-dimensional matrix of emitters located in front of the surface of the material sensitive to the radiation used, each of which is configured to control the intensity of the radiation emanating from it and contains at least one element for generating a radiation flux with predetermined dimensions and its cross-sectional shape, interconnected with a radiation source, and upon receipt of each of the total areas of overlapping spots of exposure, at least one before exposure of the spot light from the spots forming the total overlap area of the spot light, the emitter matrix and / or the material sensitive to the radiation used are moved in a plane parallel to the surface of the material sensitive to the radiation used, in one direction or in two mutually perpendicular directions, and then using the appropriate processing the specified set of transmission areas is formed in a film of a material opaque to the radiation used.

Недостатком известного способа является ограничение, накладываемое на структуру получаемой бинарной голограммы: формируемые элементарные области пропускания могут располагаться только по регулярной сетке, шаги которой не могут быть меньше шагов расположения излучателей в матрице, что ограничивает, соответственно, возможность влиять на параметры качества голографического изображения путем изменения структуры голограммы. Известный метод также не учитывает возможностей создания голограммы в виде набора отверстий в среде, прозрачной для излучения, формирующего голографическое изображение, или чередующихся углублений в отражающей это излучение среде, или комбинаций части из этих вариантов, что не позволяет максимально использовать возможности, предоставляемые голографическим методом для получения высококачественного изображения. Кроме того, известный метод не рассматривает возможностей проведения до изготовления голограммы корректировок ее структуры, учитывающих физические условия получения голографического изображения и выполняемых с целью получения максимально возможного качества последнего.The disadvantage of this method is the restriction imposed on the structure of the resulting binary hologram: the formed elementary transmission regions can be located only on a regular grid, the steps of which cannot be less than the steps of the emitters in the matrix, which limits, accordingly, the ability to influence the quality parameters of the holographic image by changing hologram structures. The known method also does not take into account the possibilities of creating a hologram in the form of a set of holes in a medium transparent to radiation that forms a holographic image, or alternating depressions in a medium reflecting this radiation, or combinations of parts of these options, which does not allow the maximum use of the opportunities provided by the holographic method for obtaining high quality images. In addition, the known method does not consider the possibilities of making adjustments to its structure prior to the manufacture of the hologram, taking into account the physical conditions for obtaining a holographic image and performed in order to obtain the highest possible quality of the latter.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления голографических изображений рисунка, известный из RU 2396584 [5]. Способ реализуется следующим образом. Исходный рисунок, например изображение топологии слоя интегральной микросхемы, преобразуют в растр в цифровой форме. Преобразование осуществляется следующим образом: исходный рисунок в виде черно-белого изображения размещается в некоторой системе координат. В частном случае рисунок может быть двухтоновой, когда изображение состоит, например, из белых элементов на черном фоне, а в общем случае - полутоновой, когда изображение состоит из деталей, имеющих один из заранее заданного количества уровней уровень яркости, например, от 0 до 255. В той же системе координат размещают мелкую сетку с заранее заданным шагом. В области, занимаемой рисунком, для каждого узла сетки записывают координаты этого узла и яркость рисунка в этой точке. Если требуется воспроизвести рисунок с заданным распределением фазы излучения по этому рисунку, то это распределение фазы также представляется в виде черно-белого, в общем случае - полутонового, изображения и также размещается в той же системе координат. Перечень четырех величин: двух координат, яркости и фазы для всех узлов сетки, находящихся в области, занимаемой исходным рисунком, представленный, например, в виде списка, вектора или матрицы, и является растром в цифровой форме. Таким образом, записывают информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как точечный излучатель. Если требуется представить каждую точку растра как протяженный излучатель, например круг или квадрат, то координаты этой точки считаются координатами центра протяженного излучателя, яркость точки считается яркостью в центре протяженного излучателя, фаза точки считается фазой в центре протяженного излучателя, и дополнительно задается форма протяженного излучателя, распределение амплитуды и фазы по его поверхности. Затем рассчитывают картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности излучателей - элементов цифрового растра изображения рисунка. Для этого используют компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Затем рассчитывают интерференционную картину, которая будет получена от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного источника излучения, волновой фронт которого идентичен обращенному волновому фронту реального источника излучения, который в дальнейшем будет использоваться для восстановления изображения, записанного на голограмме. Полученные данные используют для модуляции пучка излучения, который используется для записи голограммы на носителе. В качестве источника излучения могут использоваться лазеры или источники ускоренных частиц, под воздействием которых может происходить изменение свойств отдельных участков облучаемого носителя. В качестве последнего может быть использован фоторезист какого-либо типа, чувствительный к используемому излучению.Closest to the claimed in its technical essence and the achieved result is a method of manufacturing holographic images of the pattern, known from RU 2396584 [5]. The method is implemented as follows. The original drawing, for example, the image of the topology of the integrated circuit layer, is converted to a raster in digital form. The conversion is carried out as follows: the original picture in the form of a black-and-white image is placed in some coordinate system. In the particular case, the picture can be two-tone, when the image consists, for example, of white elements on a black background, and in the general case, grayscale, when the image consists of parts having one of a predetermined number of levels, the brightness level, for example, from 0 to 255 A fine grid with a predetermined step is placed in the same coordinate system. In the area occupied by the figure, the coordinates of this node and the brightness of the figure at this point are recorded for each grid node. If you want to reproduce a picture with a given distribution of the radiation phase according to this picture, then this phase distribution is also presented in black and white, in the general case - grayscale, image and is also placed in the same coordinate system. The list of four values: two coordinates, brightness and phase for all grid nodes located in the area occupied by the original figure, presented, for example, in the form of a list, vector or matrix, and is a raster in digital form. Thus, information on the amplitude and phase characterizing each point of the raster as a point emitter is recorded. If you want to represent each point of the raster as an extended emitter, for example a circle or a square, then the coordinates of this point are considered the coordinates of the center of the extended emitter, the brightness of the point is considered the brightness in the center of the extended emitter, the phase of the point is considered the phase in the center of the extended emitter, and the shape of the extended emitter is additionally set, amplitude and phase distribution over its surface. Then, the diffraction pattern at each point of the future hologram is calculated, created from the entire set of emitters - elements of the digital image raster of the image. To do this, use a computer equipped with appropriate software. Then, the interference pattern is calculated, which will be obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from the virtual reference radiation source, the wavefront of which is identical to the inverse wavefront of the real radiation source, which will then be used to reconstruct the image recorded on the hologram. The obtained data is used to modulate the radiation beam, which is used to record the hologram on the carrier. As a radiation source, lasers or accelerated particle sources can be used, under the influence of which a change in the properties of individual sections of the irradiated carrier can occur. As the latter, a photoresist of some type sensitive to the radiation used can be used.

Недостатком известного способа является сложность и трудоемкость расчета коррекций, которые необходимо вносить в голограмму для получения с нее восстановленных изображений высокого качества. Кроме того, известный способ не позволяет получать голограммы с высоким контрастом и разрешением из-за невозможности получения широкого спектра размеров пропускающих элементов в изготавливаемой голограмме.The disadvantage of this method is the complexity and complexity of calculating the corrections that must be made in the hologram to obtain from it the restored high quality images. In addition, the known method does not allow to obtain holograms with high contrast and resolution due to the impossibility of obtaining a wide range of sizes of transmission elements in the produced hologram.

Заявляемый в качестве изобретения способ изготовления голограммы рисунка направлен на получение рисунка с высокими технологическими параметрами, повышение контраста получаемого рисунка и снижение уровня шума.The inventive method for manufacturing a hologram of a pattern is aimed at obtaining a pattern with high technological parameters, increasing the contrast of the resulting pattern and reducing noise.

Указанный результат достигается тем, что рисунок преобразуют в растр в цифровой форме, записывают информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как протяженный или точечный излучатель, рассчитывают необходимые параметры элементов голограммы, для чего переводят элементы цифрового растра изображения рисунка в цифровой растр будущей голограммы, при этом в каждой точке будущей голограммы рассчитывают картину дифракции, создаваемую от всей совокупности излучателей - элементов цифрового растра изображения рисунка, рассчитывают интерференционную картину, полученную от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного точечного или протяженного источника излучения, идентичным обращенному реальному волновому фронту источника, который будет использоваться при восстановлении голографического изображения рисунка, определяют функцию пропускания голограммы и выделяют в ней области, которые после бинаризации дадут прозрачные элементы недопустимо малого размера, физически не пропускающие свет, после чего изменяют функцию пропускания, обеспечивая увеличение размера этих элементов, используют полученный результат для формирования дифракционной структуры голограммы на носителе, создают голограмму в виде набора прозрачных дискретных элементов в непрозрачном слое, нанесенном на прозрачную подложку, и проводят оптическую коррекцию увеличенных элементов, обеспечивающую пропускание этими увеличенными элементами количества света в соответствии с первичной функцией пропускания, при этом коррекцию осуществляют путем размещения на непрозрачном слое слоя поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, а области над неувеличенными элементами выполняют в нем прозрачными.This result is achieved by the fact that the image is converted into a raster in digital form, information on the amplitude and phase is recorded that characterizes each dot of the raster as an extended or point emitter, the necessary parameters of the hologram elements are calculated, for which the elements of the digital raster of the image of the picture are converted into a digital raster of the future hologram at the same time, at each point of the future hologram, a diffraction pattern is calculated, created from the entire set of emitters - elements of the digital raster of the image of the picture, p calculate the interference pattern obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from a virtual reference point or extended radiation source identical to the inverse real wavefront of the source, which will be used when reconstructing the holographic image of the pattern, determine the transmission function of the hologram and select areas in it after binarization, they will give transparent elements of an unacceptably small size that physically do not transmit light, after They change the transmission function, providing an increase in the size of these elements, use the obtained result to form the diffraction structure of the hologram on the carrier, create a hologram in the form of a set of transparent discrete elements in an opaque layer deposited on a transparent substrate, and conduct optical correction of the enlarged elements to ensure transmission of these increased elements of the amount of light in accordance with the primary transmission function, while the correction is carried out by placing on rachnom layer a layer of absorbing material with a known absorption coefficient for reducing the radiation image, and the region above the transparent Nonincrease elements operate therein.

Указанный результат достигается также тем, что оптическую коррекцию проводят неоднократно, для чего наносят на поверхность предыдущего слоя поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения последующий слой поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, и области над областями предыдущего слоя, не обеспечивающими пропускание количества света в соответствии с первичной функцией пропускания, выполняют в нем прозрачными.The indicated result is also achieved by the fact that optical correction is carried out repeatedly, for which a subsequent layer of absorbing substance with a known absorption coefficient for the recovering radiation image is applied onto the surface of the previous absorbing substance layer with a known absorption coefficient, and the region above the regions of the previous layer is not providing the transmission of an amount of light in accordance with the primary transmission function, perform transparent .

Указанный результат достигается также тем, что после завершения оптической коррекции на слой поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения наносят слой прозрачного вещества, обеспечивающий сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину, для чего в нем выполняют набор дискретных элементов, в пределах площади которых сдвиг фазы отсутствует, форму, размер и расположение которых определяют расчетным путем, для чего сначала рассчитывают цифровой растр функции пропускания голограммы, а затем рассчитывают цифровые растры непрозрачного и обеспечивающего сдвиг фазы слоев предполагаемой двухслойной маски, для чего определяют среднее значение коэффициента пропускания по всем элементам цифрового растра функции пропускания голограммы, вычитают полученное среднее значение из первоначальных значений, в областях, где разность является положительной величиной, приписывают элементам цифрового растра непрозрачного слоя положительные значения, равные значениям разности, приписывают элементам цифрового растра обеспечивающего сдвиг фазы слоя значение «ноль», в областях, где разность является отрицательной величиной, приписывают элементам цифрового растра непрозрачного слоя положительные значения, равные отрицательным значениям разности по абсолютной величине, приписывают элементам цифрового растра обеспечивающего сдвиг фазы слоя значение «единица», и на основании анализа полученного цифрового растра непрозрачного слоя проводят расчет необходимой оптической коррекции, которую необходимо провести перед нанесением слоя, обеспечивающего сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину.The indicated result is also achieved by the fact that after the optical correction is completed, a layer of a transparent substance is applied to the layer of the absorbing substance with a known absorption coefficient for the recovery image of radiation, which provides a phase shift of the recovery image of radiation by a predetermined amount, for which a set of discrete elements is performed within it, within the area which there is no phase shift, the shape, size and location of which are determined by calculation, for which the digital raster is first calculated the hologram transmission functions, and then digital rasters of the opaque and phase-shifting layers of the proposed two-layer mask are calculated, for which the average transmission coefficient of all elements of the digital raster of the hologram transmission function is determined, the obtained average value is subtracted from the initial values, in areas where the difference is positive value, attribute to the elements of the digital raster of the opaque layer positive values equal to the difference values, attribute to the element m of a digital raster providing a phase shift of the layer with a value of "zero", in areas where the difference is a negative value, assign elements of a digital raster of an opaque layer positive values equal to negative values of the difference in absolute value, attribute the elements of a digital raster of a phase shifting layer with a value of "one" , and based on the analysis of the obtained digital raster of the opaque layer, the necessary optical correction is calculated, which must be performed before applying the layer I, providing a phase shift of the recovery image of radiation by a given value.

Указанный результат достигается также тем, что голограмму снабжают слоем, обеспечивающим требуемое изменение вектора поляризации восстанавливающего изображения излучения в рассчитанных областях этого слоя.The indicated result is also achieved by the fact that the hologram is provided with a layer providing the required change in the polarization vector of the reconstructing image of radiation in the calculated regions of this layer.

Указанный результат достигается также тем, что прозрачные дискретные элементы выполняют разного размера и формы.The specified result is also achieved by the fact that transparent discrete elements perform different sizes and shapes.

Указанный результат достигается также тем, что прозрачные дискретные элементы выполняют разного размера, но одинаковой формы.This result is also achieved by the fact that transparent discrete elements perform different sizes, but the same shape.

Указанный результат достигается также тем, что прозрачные дискретные элементы размещают по равномерной или неравномерной сетке.The specified result is also achieved by the fact that transparent discrete elements are placed on a uniform or uneven grid.

Указанный результат достигается также тем, что прозрачные дискретные элементы выполняют в виде отверстий в непрозрачном слое.The indicated result is also achieved by the fact that transparent discrete elements are made in the form of holes in an opaque layer.

Указанный результат достигается также тем, что в качестве средства формирования прозрачных дискретных элементов в непрозрачной среде используют электрически управляемый транспарант.The indicated result is also achieved by the fact that as a means of forming transparent discrete elements in an opaque medium, an electrically controlled transparency is used.

Указанный результат достигается также тем, что в качестве слоя с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, в котором обеспечивают формирование прозрачных дискретных элементов, используют электрически управляемый транспарант.The indicated result is also achieved by the fact that an electrically controlled transparency is used as a layer with a known absorption coefficient for the recovery image of the radiation, in which transparent discrete elements are formed.

Указанный результат достигается также тем, что слой, обеспечивающий изменение вектора поляризации восстанавливающего изображения излучения в рассчитанных областях, изготавливают в виде электрически управляемого транспаранта.The specified result is also achieved by the fact that the layer that provides the change in the polarization vector of the reconstructing image of radiation in the calculated areas is made in the form of an electrically controlled transparency.

Указанный результат достигается также тем, что набор дискретных элементов, в пределах площади которых сдвиг фазы должен отсутствовать, выполняют в виде отверстий в слое, обеспечивающем сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину.The indicated result is also achieved by the fact that a set of discrete elements within the area of which there should be no phase shift is made in the form of holes in the layer providing a phase shift of the recovery image of radiation by a predetermined amount.

Указанный результат достигается также тем, что набор дискретных элементов, в пределах площади которых сдвиг фазы должен отсутствовать, выполняют в виде прозрачных участков в электрически управляемом транспаранте.This result is also achieved by the fact that a set of discrete elements, within the area of which the phase shift should be absent, is performed in the form of transparent sections in an electrically controlled transparency.

Преобразование исходного рисунка в растр в цифровой форме и запись информации об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как протяженный или точечный излучатель, обеспечивает возможность произвести расчет дифракционной картины, создаваемой рисунком, как суммы дифракционных картин, создаваемых всеми его элементами, пользуясь заранее известным решением задачи дифракции (распространения электромагнитных волн) для вышеупомянутого протяженного или точечного излучателя.Converting the original pattern into a raster in digital form and recording information about the amplitude and phase characterizing each dot of the raster as an extended or point emitter provides the ability to calculate the diffraction pattern created by the pattern as the sum of the diffraction patterns created by all its elements using a previously known solution diffraction (propagation of electromagnetic waves) problems for the aforementioned extended or point radiator.

Перевод элементов цифрового растра изображения рисунка в цифровой растр будущей голограммы и расчет картины дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемой от всей совокупности излучателей - элементов цифрового растра изображения рисунка обеспечивает получение волнового фронта (называемого "объектным") от заданного рисунка. Этот волновой фронт зависит только от самого заданного рисунка и от способа его подсветки, принятого при расчете дифракционной картины, и не зависит от амплитуды или распределения амплитуд, фазы или распределения фаз и расположения опорного источника излучения. Поэтому один и тот же полученный объектный волновой фронт может быть использован для расчета нескольких голограмм с разными восстанавливающими пучками и разными оптическими схемами.The translation of the elements of the digital raster of the image of the picture into the digital raster of the future hologram and the calculation of the diffraction pattern at each point of the future hologram created from the entire set of emitters - the elements of the digital raster of the image of the picture provides a wavefront (called the "object") from the given picture. This wavefront depends only on the given pattern and on the method of illumination adopted in calculating the diffraction pattern, and does not depend on the amplitude or distribution of amplitudes, phase or phase distribution, and the location of the reference radiation source. Therefore, the same object wavefront obtained can be used to calculate several holograms with different recovery beams and different optical schemes.

Расчет интерференционной картины, полученной от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного точечного или протяженного источника излучения, идентичным обращенному реальному волновому фронту источника, который будет использоваться при формировании голографического изображения рисунка, необходим для того, чтобы получить функцию распределения по голограмме оптических свойств, например пропускающей способности или отражающей способности.Calculation of the interference pattern obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from a virtual reference point or extended radiation source identical to the reversed real wavefront of the source, which will be used to form the holographic image of the pattern, is necessary in order to obtain the distribution function of the optical hologram properties, such as transmittance or reflectance.

Определение функции пропускания голограммы и выделение в ней точек, которые после бинаризации дадут элементы недопустимо малого размера, не пропускающие свет, позволяет выделить области голограммной маски, в пределах которых техническая реализация в виде одного слоя прозрачных дискретных элементов не позволяет обеспечить заданную точность передачи функции пропускания, а изменение функции пропускания, обеспечивающее увеличение размера этих элементов, позволяет увеличить точность передачи первоначальной функции пропускания в этих выделенных областях.The determination of the transmission function of the hologram and the selection of points in it that, after binarization, will produce elements of an unacceptably small size that do not allow light to pass through, makes it possible to identify areas of the hologram mask within which technical implementation in the form of a single layer of transparent discrete elements does not allow for a given transmission accuracy of the transmission function, and a change in the transmission function, providing an increase in the size of these elements, allows to increase the accuracy of transmission of the initial transmission function in these selected areas.

Недостаток точности при реализации требуемой функции пропускания голограммной маски связан с тем, что для передачи этой функции пропускания с помощью набора дискретных областей прозрачности в непрозрачном слое используется метод пространственной импульсной модуляции, проходящей через голограммную маску восстанавливающей волны, при котором для передачи ярких мест - максимумов функции пропускания - используются области прозрачности или группы зон прозрачности наибольшего размера, а для передачи темных мест - минимумов функции пропускания - используются области прозрачности или группы зон прозрачности наименьшего размера. Если функция пропускания голограммной маски имеет минимумы, близкие к нулю, для их передачи требуется применить зоны прозрачности с размерами, которые начинаются от нуля. Между тем, при размерах прозрачных зон менее половины длины волны восстанавливающего изображения излучения нарушается пропорциональность между площадью прозрачной зоны и количеством света, проходящего сквозь эту зону. Более того, если техническая реализация непрозрачного слоя не позволяет изготовить этот слой с толщиной, много меньшей длины волны, прозрачные области в относительно толстом слое - с толщиной более 1/10 длины волны начинают проявлять заметные волноводные свойства, которые выражаются в том, что зоны прозрачности - короткие волноводы - не пропускают свет (не излучают) при размерах поперечного сечения торца менее ½ длины волны и при размерах, близких к одной длине волны. При размерах от 0,6 до 0,9 и от 1 до 1,7 длины волны, амплитуда и фаза излучения такого короткого волновода сильно зависят от погрешностей изготовления каждой зоны прозрачности, что приводит к фазовому шуму, который примешивается к восстановленному изображению. Поэтому при изготовлении голограммной маски использования областей прозрачности с поперечными размерами менее чем 1,7 длины волны следует избегать.The lack of accuracy in the implementation of the required transmission function of the hologram mask is due to the fact that for transmitting this transmission function using a set of discrete transparency regions in the opaque layer, the method of spatial pulsed modulation is used, passing through the hologram mask of the recovery wave, in which, to transmit bright places, the function maxima transmittance - transparency areas or groups of transparency zones of the largest size are used, and to transmit dark places - minima of the skip function Ania - using transparency region or group of regions transparency smallest. If the transmission function of the hologram mask has minima close to zero, for their transmission it is necessary to apply transparency zones with dimensions that start from zero. Meanwhile, when the size of the transparent zones is less than half the wavelength of the restoration image of the radiation, the proportionality between the area of the transparent zone and the amount of light passing through this zone is violated. Moreover, if the technical implementation of an opaque layer does not allow this layer to be made with a thickness much shorter than the wavelength, transparent regions in a relatively thick layer - with a thickness of more than 1/10 of the wavelength, begin to exhibit noticeable waveguide properties, which are expressed in the fact that the transparency zones - short waveguides - do not transmit light (do not emit) when the size of the cross section of the end face is less than ½ of the wavelength and at sizes close to one wavelength. With sizes from 0.6 to 0.9 and from 1 to 1.7 wavelengths, the amplitude and phase of the radiation of such a short waveguide strongly depend on the manufacturing errors of each transparency zone, which leads to phase noise that mixes with the reconstructed image. Therefore, in the manufacture of a hologram mask, the use of transparency regions with transverse dimensions of less than 1.7 wavelengths should be avoided.

Создание голограммы в виде набора прозрачных дискретных элементов в непрозрачном слое, нанесенном на прозрачную подложку, позволяет с требуемой точностью передать расчетную непрерывную функцию пропускания голограммной маски с помощью фактической дискретной функции пропускания, т.е. реализовать метод пространственной импульсной модуляции.Creating a hologram in the form of a set of transparent discrete elements in an opaque layer deposited on a transparent substrate allows the calculated continuous transmission function of the hologram mask to be transmitted with the required accuracy using the actual discrete transmission function, i.e. implement the spatial pulse modulation method.

Проведение оптической коррекции увеличенных элементов, обеспечивающей пропускание этими увеличенными элементами количества света в соответствии с первичной функцией пропускания, позволяет повысить точность воспроизведения минимумов (темных мест) исходной функции пропускания.Optical correction of the enlarged elements, ensuring the transmission of the amount of light by these enlarged elements in accordance with the primary transmission function, allows to increase the accuracy of reproducing the minima (dark spots) of the original transmission function.

Выполнение коррекции путем размещения на непрозрачном слое слоя поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, когда области над неувеличенными элементами выполняют в нем прозрачными, позволяет вместо областей пропускания недопустимо малого размера использовать для передачи минимумов (темных мест) функции пропускания зоны пропускания допустимого размера, уменьшив амплитуду проходящего через них излучения с помощью слоя поглощающего вещества.Correction by placing on an opaque layer a layer of an absorbing substance with a known absorption coefficient for the recovery image of the radiation, when the regions above the unexpanded elements are made transparent in it, instead of transmitting regions of an unacceptably small size, it allows using the transmission function of the transmission zone of an acceptable size to transmit minima (dark places) by reducing the amplitude of the radiation passing through them using a layer of absorbing substance.

Создание голограммы в виде набора дискретных элементов, отличающихся своими оптическими свойствами, позволяет, также как и в прототипе, обеспечить возможность получения бинарных голограмм, создающих изображение высокого качества. При этом разрешающая способность синтезированных бинарных голограмм полностью соответствует классической теории дифракции: угловой диаметр имеет величину порядка отношения длины волны освещающего света или монокинетичного корпускулярного пучка к полному размеру голограммы, и, следовательно, она может быть выше, чем у традиционных оптических элементов.Creating a hologram in the form of a set of discrete elements that differ in their optical properties allows, as in the prototype, to provide the possibility of obtaining binary holograms that create a high quality image. In this case, the resolution of the synthesized binary holograms is fully consistent with the classical theory of diffraction: the angular diameter is of the order of the ratio of the wavelength of the illuminating light or monokinetic corpuscular beam to the total size of the hologram, and therefore it can be higher than that of traditional optical elements.

Таким образом, обеспечивается возможность использовать получаемые бинарные голограммы для создания изображений на чувствительном к используемому излучению материале, что обеспечивает отсутствие каких бы то ни было фокусирующих или иных традиционных оптических элементов преобразования волновых фронтов между голограммой, содержащей информацию об изображении в виде изготовленного на подложке набора элементов необходимого размера, и пластиной, покрытой слоем материала, чувствительного к используемому типу излучения, причем формируемое на пластине голографическое изображение определяется расположением и формой элементов голограммы, взаимным расположением голограммы и пластины, а также параметрами пучка считывающего излучения, в частности спектральным составом (длиной волны) и формой волнового фронта, которые определяются источником излучения и, при необходимости, специальной формирующей пучок системой.Thus, it is possible to use the resulting binary holograms to create images on a material sensitive to the radiation used, which ensures the absence of any focusing or other traditional optical elements for converting wave fronts between a hologram containing image information in the form of a set of elements made on a substrate the required size, and a plate coated with a layer of material sensitive to the type of radiation used, and The holographic image located on the plate is determined by the location and shape of the hologram elements, the relative position of the hologram and the plate, and also the parameters of the reading radiation beam, in particular the spectral composition (wavelength) and the wavefront shape, which are determined by the radiation source and, if necessary, a special beam forming system.

При этом количество информации, содержащейся в голограмме и в создаваемом при восстановлении голограммы изображении, совпадает, что позволяет заранее рассчитать необходимые размеры голограммы, ее структуру и время ее изготовления.At the same time, the amount of information contained in the hologram and in the image created during the restoration of the hologram coincides, which allows you to pre-calculate the necessary dimensions of the hologram, its structure and the time of its manufacture.

В некоторых случаях проведения одной оптической коррекции для достижения требуемого высокого качества может оказаться недостаточно. Тогда оптическую коррекцию проводят неоднократно, для чего наносят на поверхность предыдущего слоя поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения последующий слой поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, и области над областями предыдущего слоя, не обеспечивающими пропускание количества света в соответствии с первичной функцией пропускания, выполняют в нем прозрачными. Неоднократная коррекция позволяет еще более повысить точность передачи минимумов (темных мест) исходной функции пропускания голограммы. Если после применения первой коррекции оказывается, что прозрачные элементы минимально допустимого размера все еще пропускают слишком много света, несмотря на уже наложенный первый затемняющий слой, то можно дополнительно наложить на такие элементы еще один дополнительный затемняющий слой или несколько таких слоев. Это увеличит динамический диапазон амплитуды пропускаемого каждой зоной прозрачности излучения, за счет чего можно повысить качество восстановленного изображения при прежнем размере голограммы или уменьшить размер голограммы при сохранении качества восстановленного изображения.In some cases, one optical correction to achieve the required high quality may not be enough. Then, optical correction is carried out repeatedly, for which purpose a subsequent layer of absorbing substance with a known absorption coefficient for the recovering radiation image is applied to the surface of the previous absorbing substance layer with a known absorption coefficient for the radiation image, and the regions above the regions of the previous layer that do not allow light transmission in accordance with the primary transmission function, perform transparent in it. Repeated correction allows you to further increase the accuracy of the transmission of the minima (dark places) of the original hologram transmission function. If, after applying the first correction, it turns out that the transparent elements of the minimum allowable size still transmit too much light, despite the first darkening layer already applied, then one more additional darkening layer or several such layers can be applied to such elements. This will increase the dynamic range of the amplitude of radiation transmitted by each transparency zone, due to which it is possible to improve the quality of the reconstructed image at the previous hologram size or reduce the size of the hologram while maintaining the quality of the reconstructed image.

В частных случаях реализации целесообразно после завершения оптической коррекции на слой поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения наносить слой прозрачного вещества, обеспечивающий сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину. Это позволит значительно уменьшить мощность формируемого голограммой нулевого порядка излучения, что приведет к возможности уменьшить размер и увеличить КПД голограммной маски, а также снизить уровень создаваемого нулевым порядком когерентного шума в области восстановленного изображения.In particular cases of implementation, it is advisable, after completing the optical correction, to apply a layer of a transparent substance on the layer of the absorbing substance with a known absorption coefficient for the recovery image of radiation, which provides a phase shift of the recovery image of radiation by a predetermined amount. This will significantly reduce the power of the zero-order radiation generated by the hologram, which will lead to the possibility to reduce the size and increase the efficiency of the hologram mask, as well as reduce the level of coherent noise created by the zero order in the region of the reconstructed image.

Для этого в прозрачном слое выполняют набор дискретных элементов, в пределах площади которых сдвиг фазы отсутствует, форму, размер и расположение которых определяют расчетным путем. Сначала рассчитывают цифровой растр функции пропускания голограммы, а затем рассчитывают цифровые растры непрозрачного и обеспечивающего сдвиг фазы слоев предполагаемой двухслойной маски, для чего определяют среднее значение коэффициента пропускания по всем элементам цифрового растра функции пропускания голограммы, вычитают полученное среднее значение из первоначальных значений, в областях, где разность является положительной величиной. Приписывают элементам цифрового растра непрозрачного слоя положительные значения, равные значениям разности, приписывают элементам цифрового растра обеспечивающего сдвиг фазы слоя значение «ноль», в областях, где разность является отрицательной величиной, приписывают элементам цифрового растра непрозрачного слоя положительные значения, равные отрицательным значениям разности по абсолютной величине, приписывают элементам цифрового растра обеспечивающего сдвиг фазы слоя значение «единица». На основании анализа полученного цифрового растра непрозрачного слоя проводят расчет необходимой оптической коррекции, которую необходимо провести перед нанесением слоя, обеспечивающего сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину.To do this, in a transparent layer, a set of discrete elements is performed, within the area of which there is no phase shift, the shape, size and location of which are determined by calculation. First, a digital raster of the hologram transmission function is calculated, and then digital rasters of an opaque and phase-shifting layer of the proposed two-layer mask are calculated, for which the average transmittance value for all elements of the digital raster of the hologram transmission function is calculated, the obtained average value is subtracted from the initial values, in the areas where the difference is a positive value. Assign the positive values equal to the difference values to the elements of the digital raster of the opaque layer, assign the value “zero” to the elements of the digital raster of the layer providing the phase shift, in the regions where the difference is a negative value, assign the positive values equal to the negative values of the absolute difference to the elements of the digital raster of the opaque layer the value is attributed to the elements of the digital raster providing the phase shift of the layer with the value “one”. Based on the analysis of the obtained digital raster of the opaque layer, the necessary optical correction is calculated, which must be done before applying the layer, which provides a phase shift of the recovery image of the radiation by a predetermined amount.

В некоторых случаях реализации голограмму снабжают слоем, обеспечивающим требуемое изменение вектора поляризации восстанавливающего изображения излучения в рассчитанных областях этого слоя. Это позволит улучшить условия интерференции лучей, сходящихся в области восстановленного изображения за счет устранения скрещивания электрических векторов лучей, сформированных противоположными, симметрично расположенными относительно центра областями голограммы. При применении линейно поляризованного восстанавливающего излучения дополнительный поворот поляризации на голограммной маске позволит устранить поляризационную анизотропию разрешения в восстановленном изображении.In some cases, the implementation of the hologram provide a layer that provides the desired change in the polarization vector of the recovery image of the radiation in the calculated areas of this layer. This will improve the conditions for the interference of rays converging in the region of the reconstructed image by eliminating the crossing of the electric vectors of the rays formed by the opposite, symmetrically located relative to the center regions of the hologram. When using linearly polarized regenerating radiation, an additional polarization rotation on the hologram mask will eliminate the polarization resolution anisotropy in the reconstructed image.

В частных случаях реализации элементы выполняют одинакового размера и формы. Если прозрачные дискретные элементы выполняют в виде отверстий в непрозрачном слое, то это обеспечивает возможность наиболее быстрого и точного изготовления всего набора отверстий, так как является наиболее технологичным при использовании современного оборудования (в частности, электронно-литографических установок). Кроме того, упрощается и ускоряется расчет, так как решение задачи дифракции излучения на отверстии выбранной формы достаточно произвести только один раз.In particular cases of implementation, the elements perform the same size and shape. If transparent discrete elements are made in the form of holes in an opaque layer, this provides the possibility of the fastest and most accurate manufacturing of the entire set of holes, since it is the most technologically advanced when using modern equipment (in particular, electron-lithographic plants). In addition, the calculation is simplified and accelerated, since the solution of the problem of radiation diffraction at the hole of the selected shape is sufficient to be done only once.

В частных случаях реализации прозрачные элементы могут быть выполнены разного размера, но одинаковой формы. Это позволяет упростить и ускорить расчет, так как решение задачи дифракции излучения на элементах выбранной формы достаточно произвести только один раз.In special cases, the implementation of the transparent elements can be made of different sizes, but the same shape. This allows us to simplify and speed up the calculation, since the solution of the problem of radiation diffraction by elements of the selected shape is sufficient to be done only once.

Целесообразно прозрачные элементы размещать по равномерной или неравномерной сетке. Это необходимо для того, чтобы обеспечить наилучшую аппроксимацию (передачу) изготовляемой голограммы, заключенной в расчетном цифровом растре будущей голограммы.It is advisable to place the transparent elements on a uniform or uneven grid. This is necessary in order to ensure the best approximation (transmission) of the produced hologram, enclosed in the calculated digital raster of the future hologram.

При этом прозрачные элементы могут быть выполнены не только в виде отверстий в непрозрачном слое, нанесенном на прозрачную подложку, но и в виде прозрачных дискретных элементов в непрозрачной среде, в качестве которого используют электрически управляемый транспарант. Использование транспарантов обеспечивает целый ряд преимуществ. Например, создание электрически управляемых голограмм. Действительно, создав однажды слоистую структуру, ее можно использовать многократно, подавая на электрически управляемый транспарант сигнал, полученный по результатам расчетов цифрового растра и оптических коррекций для разных рисунков. При этом возможен и такой вариант, когда все слои, входящие в структуру голограммы будут выполнены из электрически управляемых транспарантов, в том числе и те, которые обеспечивают требуемую оптическую коррекцию.In this case, the transparent elements can be made not only in the form of holes in an opaque layer deposited on a transparent substrate, but also in the form of transparent discrete elements in an opaque medium, which is used as an electrically controlled transparency. Using banners provides a number of benefits. For example, the creation of electrically controlled holograms. Indeed, having once created a layered structure, it can be used repeatedly by applying to the electrically controlled transparency a signal obtained from the results of calculations of a digital raster and optical corrections for different patterns. At the same time, such an option is possible when all the layers included in the hologram structure will be made of electrically controlled transparencies, including those that provide the required optical correction.

Сущность заявляемого способа поясняется примерами его реализации.The essence of the proposed method is illustrated by examples of its implementation.

Пример 1. В самом общем случае способ реализуется следующим образом. Исходный рисунок, например изображение интегральной микросхемы или топологии, преобразуют в растр в цифровой форме. Преобразование осуществляется следующим образом: исходный рисунок в виде черно-белого изображения размещается в некоторой системе координат. В частном случае рисунок может быть двухтоновой, когда изображение состоит, например, из белых элементов на черном фоне, а в общем случае - полутоновой, когда изображение состоит из деталей, имеющих один из заранее заданного количества уровней уровень яркости, например, от 0 до 255. В той же системе координат размещают мелкую сетку с заранее заданным шагом. В области, занимаемой рисунком, для каждого узла сетки записывают координаты этого узла и яркость рисунка в этой точке. Если требуется воспроизвести рисунок с заданным распределением фазы излучения по этому рисунку, то это распределение фазы также представляется в виде черно-белого, в общем случае - полутонового, изображения и так же размещается в той же системе координат. Перечень четырех величин: двух координат, яркости и фазы для всех узлов сетки, находящихся в области, занимаемой исходным рисунком, представленный, например, в виде списка, вектора или матрицы, и является растром в цифровой форме. Таким образом записывают информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как точечный излучатель электромагнитного поля. Если требуется представить каждую точку растра как протяженный излучатель, например круг или квадрат, то координаты этой точки считаются координатами центра протяженного излучателя, яркость точки считается яркостью в центре протяженного излучателя, фаза точки считается фазой в центре протяженного излучателя, и дополнительно задается форма протяженного излучателя, распределение амплитуды и фазы по его поверхности.Example 1. In the most general case, the method is implemented as follows. The original drawing, such as an integrated circuit or topology image, is digitally converted to a raster. The conversion is carried out as follows: the original picture in the form of a black-and-white image is placed in some coordinate system. In the particular case, the picture can be two-tone, when the image consists, for example, of white elements on a black background, and in the general case, grayscale, when the image consists of parts having one of a predetermined number of levels, the brightness level, for example, from 0 to 255 A fine grid with a predetermined step is placed in the same coordinate system. In the area occupied by the figure, the coordinates of this node and the brightness of the figure at this point are recorded for each grid node. If you want to reproduce a picture with a given distribution of the radiation phase according to this picture, then this phase distribution is also presented in black and white, in the general case - grayscale, image and is also placed in the same coordinate system. The list of four values: two coordinates, brightness and phase for all grid nodes located in the area occupied by the original figure, presented, for example, in the form of a list, vector or matrix, and is a raster in digital form. Thus, information on the amplitude and phase characterizing each point of the raster as a point emitter of an electromagnetic field is recorded. If you want to represent each point of the raster as an extended emitter, for example a circle or a square, then the coordinates of this point are considered the coordinates of the center of the extended emitter, the brightness of the point is considered the brightness in the center of the extended emitter, the phase of the point is considered the phase in the center of the extended emitter, and the shape of the extended emitter is additionally set, amplitude and phase distribution over its surface.

Затем рассчитывают картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности виртуальных излучателей - элементов цифрового растра электромагнитного поля. Для этого используют компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Затем рассчитывают интерференционную картину, которая будет получена от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного источника излучения, волновой фронт которого идентичен обращенному волновому фронту реального источника излучения, который в дальнейшем будет использоваться для восстановления изображения, записанного на голограмме.Then the diffraction pattern at each point of the future hologram is calculated, created from the entire set of virtual emitters - elements of the digital raster of the electromagnetic field. To do this, use a computer equipped with appropriate software. Then, the interference pattern is calculated, which will be obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from the virtual reference radiation source, the wavefront of which is identical to the inverse wavefront of the real radiation source, which will then be used to reconstruct the image recorded on the hologram.

Полученные данные используют для определения местоположения прозрачных элементов в слоях голограммной маски, для чего сначала рассчитывают характеристики прозрачного фазосдвигающего слоя на основе рассчитанной функции пропускания, а саму функцию пропускания после этого изменяют (пересчитывают). Затем анализируют пересчитанную функцию пропускания и по результатам анализа выбирают метод бинаризации (расстановки отверстий) для основного амплитудного слоя, рассчитывают количество и требуемые характеристики дополнительных затемняющих слоев, рассчитывают расположение прозрачных элементов (отверстий) для непрозрачного слоя, рассчитывают бинаризацию для дополнительных затемняющих слоев и рассчитывают бинаризацию для прозрачного слоя.The obtained data is used to determine the location of transparent elements in the layers of the hologram mask, for which the characteristics of the transparent phase-shifting layer are first calculated based on the calculated transmission function, and the transmission function is then changed (recounted). Then, the recalculated transmission function is analyzed and the binarization (hole arrangement) method for the main amplitude layer is selected according to the analysis results, the number and required characteristics of additional darkening layers are calculated, the arrangement of transparent elements (holes) for the opaque layer is calculated, binarization for additional darkened layers is calculated, and binarization is calculated for a transparent layer.

Полученные данные используют для изготовления многослойной голограммной маски, состоящей из слоя непрозрачного вещества, нескольких слоев затемняющего (частично прозрачного) вещества и прозрачного фазосдвигающего слоя.The obtained data is used for the manufacture of a multilayer hologram mask consisting of a layer of opaque substance, several layers of a darkening (partially transparent) substance and a transparent phase-shifting layer.

Пример 2. В качестве исходного рисунка использовалось изображение наборов различных геометрических фигур (квадратов, треугольников, окружностей, соединенных между собой прямыми линиями). Геометрические фигуры имели различные размеры (2,5-6 мм), а линии, их соединяющие, - различные толщины (2,5-6 мм). Исходный рисунок был преобразован в цифровой растр с помощью следующих действий. Исходный рисунок в виде черно-белого полутонового изображения размещается в некоторой системе координат. В той же системе координат размещают мелкую сетку с заранее заданным шагом. В области, занимаемой рисунком, для каждого узла сетки записывают координаты этого узла и яркость рисунка в этой точке. Если требуется воспроизвести рисунок с заданным распределением фазы излучения по этому рисунку, то это распределение фазы также представляется в виде черно-белого, в общем случае - полутонового, изображения и так же размещается в той же системе координат. Перечень четырех величин: двух координат, яркости и фазы для всех узлов сетки, находящихся в области, занимаемой исходным рисунком, представленный, например, в виде списка, вектора или матрицы, и является растром в цифровой форме.Example 2. As the initial drawing, an image of sets of various geometric shapes (squares, triangles, circles connected by straight lines) was used. The geometric figures had different sizes (2.5-6 mm), and the lines connecting them had different thicknesses (2.5-6 mm). The original image was converted to a digital raster using the following steps. The original picture in the form of a black and white grayscale image is placed in some coordinate system. A fine grid with a predetermined step is placed in the same coordinate system. In the area occupied by the figure, the coordinates of this node and the brightness of the figure at this point are recorded for each grid node. If you want to reproduce a picture with a given distribution of the radiation phase according to this picture, then this phase distribution is also presented in black and white, in the general case - grayscale, image and is also placed in the same coordinate system. The list of four values: two coordinates, brightness and phase for all grid nodes located in the area occupied by the original figure, presented, for example, in the form of a list, vector or matrix, and is a raster in digital form.

Таким образом, записали информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как точечный излучатель.Thus, information on the amplitude and phase characterizing each point of the raster as a point emitter was recorded.

Затем рисунок, заданный в цифровой форме, использовали для расчета цифрового растра оптимизированного электромагнитного поля на поверхности фоторезиста. Для этого применили метод моделирования засветки фоторезиста электромагнитным излучением, прошедшим сквозь проекционную систему, состоящую из источника когерентного излучения, конденсора, проекционной маски и проекционного объектива. Параметры маски автоматически корректировались таким образом, чтобы в конечном итоге смоделированное изображение на фоторезисте не совпадало с исходным цифровым растром рисунка не более чем на заданную величину. Для реализации этого метода использовали компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением.Then, the digitally defined pattern was used to calculate the digital raster of the optimized electromagnetic field on the surface of the photoresist. For this, we applied a method for simulating photoresist exposure by electromagnetic radiation that passed through a projection system consisting of a coherent radiation source, a condenser, a projection mask, and a projection lens. The mask parameters were automatically adjusted so that in the end, the simulated image on the photoresist did not match the original digital raster of the picture by no more than a predetermined value. To implement this method, a computer equipped with appropriate software was used.

Затем рассчитали картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности виртуальных излучателей - элементов цифрового растра оптимизированного электромагнитного поля на поверхности фоторезиста. Для этого использовался метод вычисления сумм типа свертки с использованием преобразования Фурье и употреблением алгоритма быстрого преобразования Фурье. Для его реализации использовали персональный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Затем рассчитали интерференционную картину, которая будет получена от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного источника излучения, волновой фронт которого идентичен обращенному волновому фронту реального источника излучения, который в дальнейшем будет использоваться для восстановления изображения, записанного на голограмме. Расчет осуществлялся путем вычисления комплексной амплитуды излучения, создаваемого опорным источником в каждой точке голограммы и последующего сложения этой амплитуды с комплексной амплитудой расчетной картины дифракции.Then we calculated the diffraction pattern at each point of the future hologram, created from the entire set of virtual emitters - elements of a digital raster of an optimized electromagnetic field on the surface of the photoresist. To do this, we used the method of calculating sums of convolution type using the Fourier transform and using the fast Fourier transform algorithm. For its implementation, a personal computer equipped with appropriate software was used. Then we calculated the interference pattern, which will be obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from the virtual reference radiation source, the wavefront of which is identical to the inverse wavefront of the real radiation source, which will be used to reconstruct the image recorded on the hologram. The calculation was carried out by calculating the complex amplitude of the radiation generated by the reference source at each point of the hologram and then adding this amplitude to the complex amplitude of the calculated diffraction pattern.

Полученные данные использовали для модуляции пучка излучения, который использовался для записи голограммы на носителе. В качестве носителя голограммы использовался нанесенный на прозрачную подложку слой хрома толщиной 0,1 мкм, покрытый слоем электронорезиста марки ЭРП-40 толщиной 0,4 мкм, который экспонировался в электронно-лучевой установке ZBA-21. После записи голограммы в виде набора дискретных элементов электронорезист и хром последовательно подвергались обработке для удаления облученных участков.The data obtained were used to modulate the radiation beam, which was used to record the hologram on the carrier. As a hologram carrier, a 0.1-μm-thick layer of chromium deposited on a transparent substrate was used, coated with an 0.4-µm-thick ERP-40 brand of electroresist, which was exposed in a ZBA-21 electron-beam installation. After recording the hologram in the form of a set of discrete elements, the electron resist and chromium were successively processed to remove irradiated areas.

Записанное на полученной голограмме изображение восстанавливалось с помощью источника излучения, в качестве которого использовался He-Cd лазер марки PLASMA мощностью 90 мВт с длиной волны излучения 0,442 мкм. В результате было получено восстановленное изображение исходного рисунка, уменьшенное в 10000 раз, при этом характерный размер геометрических фигур составлял 0,25-0,6 мкм.The image recorded on the obtained hologram was reconstructed using a radiation source, which was used as a PLASMA He-Cd laser with a power of 90 mW and a radiation wavelength of 0.442 μm. As a result, a reconstructed image of the original pattern was obtained, reduced by 10,000 times, while the characteristic size of the geometric figures was 0.25-0.6 microns.

Пример 3. В качестве исходного рисунка использовалось изображение наборов различных геометрических фигур (квадратов, треугольников, окружностей, соединенных между собой прямыми линиями). Геометрические фигуры имели различные размеры (2,5-6 мм), а линии, их соединяющие, - различные толщины (2,5-6 мм). Исходный рисунок был преобразован в цифровой растр с помощью следующих действий. Исходный рисунок в виде черно-белого полутонового изображения размещается в некоторой системе координат. В той же системе координат размещают мелкую сетку с заранее заданным шагом. В области, занимаемой рисунком, для каждого узла сетки записывают координаты этого узла и яркость рисунка в этой точке. Если требуется воспроизвести рисунок с заданным распределением фазы излучения по этому рисунку, то это распределение фазы также представляется в виде черно-белого, в общем случае - полутонового, изображения и так же размещается в той же системе координат. Перечень четырех величин: двух координат, яркости и фазы для всех узлов сетки, находящихся в области, занимаемой исходным рисунком, представленный, например, в виде списка, вектора или матрицы, и является растром в цифровой форме.Example 3. As the initial drawing, the image of sets of various geometric shapes (squares, triangles, circles connected by straight lines) was used. The geometric figures had different sizes (2.5-6 mm), and the lines connecting them had different thicknesses (2.5-6 mm). The original image was converted to a digital raster using the following steps. The original picture in the form of a black and white grayscale image is placed in some coordinate system. A fine grid with a predetermined step is placed in the same coordinate system. In the area occupied by the figure, the coordinates of this node and the brightness of the figure at this point are recorded for each grid node. If you want to reproduce a picture with a given distribution of the radiation phase according to this picture, then this phase distribution is also presented in black and white, in the general case - grayscale, image and is also placed in the same coordinate system. The list of four values: two coordinates, brightness and phase for all grid nodes located in the area occupied by the original figure, presented, for example, in the form of a list, vector or matrix, and is a raster in digital form.

Таким образом, записали информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как точечный излучатель.Thus, information on the amplitude and phase characterizing each point of the raster as a point emitter was recorded.

Затем рассчитали картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности виртуальных излучателей - элементов цифрового растра исходного рисунка. Для этого использовался метод вычисления сумм типа свертки с использованием преобразования Фурье и употреблением алгоритма быстрого преобразования Фурье. Для его реализации использовали персональный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Затем рассчитали интерференционную картину, которая будет получена от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного источника излучения, волновой фронт которого идентичен обращенному волновому фронту реального источника излучения, который в дальнейшем будет использоваться для восстановления изображения, записанного на голограмме. Расчет осуществлялся путем вычисления комплексной амплитуды излучения, создаваемого опорным источником в каждой точке голограммы и последующего сложения этой амплитуды с комплексной амплитудой расчетной картины дифракции.Then we calculated the diffraction pattern at each point of the future hologram, created from the entire set of virtual emitters - elements of the digital raster of the original pattern. To do this, we used the method of calculating sums of convolution type using the Fourier transform and using the fast Fourier transform algorithm. For its implementation, a personal computer equipped with appropriate software was used. Then we calculated the interference pattern, which will be obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from the virtual reference radiation source, the wavefront of which is identical to the inverse wavefront of the real radiation source, which will be used to reconstruct the image recorded on the hologram. The calculation was carried out by calculating the complex amplitude of the radiation generated by the reference source at each point of the hologram and then adding this amplitude to the complex amplitude of the calculated diffraction pattern.

Полученные данные использовали для расчета функции пропускания голограммы и определения координат и свойств элементов в двух электрически управляемых транспарантах, для чего сначала на основе рассчитанной функции пропускания рассчитали изменение фазы для каждой ячейки прозрачного фазосдвигающего транспаранта, а саму функцию пропускания после этого изменили. Затем по результатам анализа измененной функции пропускания рассчитали требуемую степень пропускания для каждой ячейки транспаранта с переменной прозрачностью.The data obtained were used to calculate the transmission function of the hologram and to determine the coordinates and properties of elements in two electrically controlled transparencies, for which, first, based on the calculated transmission function, the phase change was calculated for each cell of the transparent phase-shifting transparency, and the transmission function itself was then changed. Then, based on the results of the analysis of the changed transmission function, the required degree of transmission was calculated for each transparency cell with variable transparency.

Затем настроили двухслойную голограммную маску, составленную следующим образом: на прозрачной подложке транспарант, состоящий из ячеек с регулируемой прозрачностью, а на нем - транспарант, состоящий из ячеек с регулируемым фазовым сдвигом (фазовращатель).Then, a two-layer hologram mask was set up as follows: on a transparent substrate, a transparency consisting of cells with adjustable transparency, and on it a transparency consisting of cells with adjustable phase shift (phase shifter).

Записанное на полученной голограмме изображение восстанавливалось с помощью источника излучения, в качестве которого использовался He-Cd лазер марки PLASMA мощностью 90 мВт с длиной волны излучения 0,442 мкм. В результате было получено восстановленное изображение исходного рисунка, уменьшенное в 10000 раз, при этом характерный размер геометрических фигур составлял 0,25-0,6 мкм.The image recorded on the obtained hologram was reconstructed using a radiation source, which was used as a PLASMA He-Cd laser with a power of 90 mW and a radiation wavelength of 0.442 μm. As a result, a reconstructed image of the original pattern was obtained, reduced by 10,000 times, while the characteristic size of the geometric figures was 0.25-0.6 microns.

Пример 4. В качестве исходного рисунка использовалось изображение наборов различных геометрических фигур (квадратов, треугольников, окружностей, соединенных между собой прямыми линиями). Геометрические фигуры имели различные размеры (2,5-6 мм), а линии, их соединяющие, - различные толщины (2,5-6 мм). Исходный рисунок был преобразован в цифровой растр с помощью следующих действий. Исходный рисунок в виде черно-белого полутонового изображения размещается в некоторой системе координат. В той же системе координат размещают мелкую сетку с заранее заданным шагом. В области, занимаемой рисунком, для каждого узла сетки записывают координаты этого узла и яркость рисунка в этой точке. Если требуется воспроизвести рисунок с заданным распределением фазы излучения по этому рисунку, то это распределение фазы также представляется в виде черно-белого, в общем случае - полутонового, изображения и так же размещается в той же системе координат. Перечень четырех величин: двух координат, яркости и фазы для всех узлов сетки, находящихся в области, занимаемой исходным рисунком, представленный, например, в виде списка, вектора или матрицы, и является растром в цифровой форме.Example 4. As the initial drawing, we used the image of sets of various geometric shapes (squares, triangles, circles connected by straight lines). The geometric figures had different sizes (2.5-6 mm), and the lines connecting them had different thicknesses (2.5-6 mm). The original image was converted to a digital raster using the following steps. The original picture in the form of a black and white grayscale image is placed in some coordinate system. A fine grid with a predetermined step is placed in the same coordinate system. In the area occupied by the figure, the coordinates of this node and the brightness of the figure at this point are recorded for each grid node. If you want to reproduce a picture with a given distribution of the radiation phase according to this picture, then this phase distribution is also presented in black and white, in the general case - grayscale, image and is also placed in the same coordinate system. The list of four values: two coordinates, brightness and phase for all grid nodes located in the area occupied by the original figure, presented, for example, in the form of a list, vector or matrix, and is a raster in digital form.

Таким образом, записали информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как точечный излучатель.Thus, information on the amplitude and phase characterizing each point of the raster as a point emitter was recorded.

Затем рассчитали картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности виртуальных излучателей - элементов цифрового растра исходного рисунка. Для этого использовался метод вычисления сумм типа свертки с использованием преобразования Фурье и употреблением алгоритма быстрого преобразования Фурье. Для его реализации использовали персональный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Затем рассчитали интерференционную картину, которая будет получена от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного источника излучения, волновой фронт которого идентичен обращенному волновому фронту реального источника излучения, который в дальнейшем будет использоваться для восстановления изображения, записанного на голограмме. Расчет осуществлялся путем вычисления комплексной амплитуды излучения, создаваемого опорным источником в каждой точке голограммы и последующего сложения этой амплитуды с комплексной амплитудой расчетной картины дифракции.Then we calculated the diffraction pattern at each point of the future hologram, created from the entire set of virtual emitters - elements of the digital raster of the original pattern. To do this, we used the method of calculating sums of convolution type using the Fourier transform and using the fast Fourier transform algorithm. For its implementation, a personal computer equipped with appropriate software was used. Then we calculated the interference pattern, which will be obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from the virtual reference radiation source, the wavefront of which is identical to the inverse wavefront of the real radiation source, which will be used to reconstruct the image recorded on the hologram. The calculation was carried out by calculating the complex amplitude of the radiation generated by the reference source at each point of the hologram and then adding this amplitude to the complex amplitude of the calculated diffraction pattern.

Полученные данные использовали для расчета функции пропускания голограммы и определения местоположения прозрачных элементов в слоях голограммной маски, для чего сначала на основе найденной функции пропускания рассчитали расположение отверстий в прозрачном слое, который обеспечивает сдвиг фазы проходящего излучения на 180 градусов, а саму функцию пропускания после этого пересчитали. Затем по результатам анализа пересчитанной функции пропускания рассчитали характеристики дополнительного затемняющего слоя, рассчитали расположение отверстий для непрозрачного слоя, рассчитали расположение отверстий в дополнительном затемняющем слое.The data obtained were used to calculate the transmission function of the hologram and determine the location of transparent elements in the layers of the hologram mask, for which, first, based on the found transmission function, the location of the holes in the transparent layer was calculated, which provides a phase shift of the transmitted radiation by 180 degrees, and the transmission function itself was then recounted . Then, based on the analysis of the recalculated transmission function, the characteristics of the additional darkening layer were calculated, the location of the holes for the opaque layer was calculated, and the location of the holes in the additional darkening layer was calculated.

Затем рассчитанные конфигурации отверстий в слоях использовали для изготовления трехслойной голограммной маски, состоящей из слоя непрозрачного вещества, слоя затемняющего (частично прозрачного) вещества и прозрачного фазосдвигающего слоя.Then, the calculated configurations of the holes in the layers were used to make a three-layer hologram mask consisting of a layer of opaque substance, a layer of a darkening (partially transparent) substance, and a transparent phase-shifting layer.

Записанное на полученной голограммной маске изображение восстанавливалось с помощью источника излучения, в качестве которого использовался Не-Cd лазер марки PLASMA мощностью 90 мВт с длиной волны излучения 0,442 мкм. В результате было получено восстановленное изображение исходного рисунка, уменьшенное в 10000 раз, при этом характерный размер геометрических фигур составлял 0,25-0,6 мкм.The image recorded on the obtained hologram mask was reconstructed using a radiation source, which was used as a PLASMA brand He-Cd laser with a power of 90 mW and a radiation wavelength of 0.442 μm. As a result, a reconstructed image of the original pattern was obtained, reduced by 10,000 times, while the characteristic size of the geometric figures was 0.25-0.6 microns.

Пример 5. В качестве исходного рисунка использовалось изображение наборов различных геометрических фигур (квадратов, треугольников, окружностей, соединенных между собой прямыми линиями). Геометрические фигуры имели различные размеры (2,5-6 мм), а линии, их соединяющие, - различные толщины (2,5-6 мм). Исходный рисунок был преобразован в цифровой растр с помощью следующих действий. Исходный рисунок в виде черно-белого полутонового изображения размещается в некоторой системе координат. В той же системе координат размещают мелкую сетку с заранее заданным шагом. В области, занимаемой рисунком, для каждого узла сетки записывают координаты этого узла и яркость рисунка в этой точке. Если требуется воспроизвести рисунок с заданным распределением фазы излучения по этому рисунку, то это распределение фазы также представляется в виде черно-белого, в общем случае - полутонового, изображения и так же размещается в той же системе координат. Перечень четырех величин: двух координат, яркости и фазы для всех узлов сетки, находящихся в области, занимаемой исходным рисунком, представленный, например, в виде списка, вектора или матрицы, и является растром в цифровой форме.Example 5. As the initial drawing, the image of sets of various geometric shapes (squares, triangles, circles connected by straight lines) was used. The geometric figures had different sizes (2.5-6 mm), and the lines connecting them had different thicknesses (2.5-6 mm). The original image was converted to a digital raster using the following steps. The original picture in the form of a black and white grayscale image is placed in some coordinate system. A fine grid with a predetermined step is placed in the same coordinate system. In the area occupied by the figure, the coordinates of this node and the brightness of the figure at this point are recorded for each grid node. If you want to reproduce a picture with a given distribution of the radiation phase according to this picture, then this phase distribution is also presented in black and white, in the general case - grayscale, image and is also placed in the same coordinate system. The list of four values: two coordinates, brightness and phase for all grid nodes located in the area occupied by the original figure, presented, for example, in the form of a list, vector or matrix, and is a raster in digital form.

Таким образом, записали информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как точечный излучатель.Thus, information on the amplitude and phase characterizing each point of the raster as a point emitter was recorded.

Затем рассчитали картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности виртуальных излучателей - элементов цифрового растра исходного рисунка. Для этого использовался метод вычисления сумм типа свертки с использованием преобразования Фурье и употреблением алгоритма быстрого преобразования Фурье. Для его реализации использовали персональный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Затем рассчитали интерференционную картину, которая будет получена от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного источника излучения, волновой фронт которого идентичен обращенному волновому фронту реального источника излучения, который в дальнейшем будет использоваться для восстановления изображения, записанного на голограмме. Расчет осуществлялся путем вычисления комплексной амплитуды излучения, создаваемого опорным источником в каждой точке голограммы и последующего сложения этой амплитуды с комплексной амплитудой расчетной картины дифракции.Then we calculated the diffraction pattern at each point of the future hologram, created from the entire set of virtual emitters - elements of the digital raster of the original pattern. To do this, we used the method of calculating sums of convolution type using the Fourier transform and using the fast Fourier transform algorithm. For its implementation, a personal computer equipped with appropriate software was used. Then we calculated the interference pattern, which will be obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from the virtual reference radiation source, the wavefront of which is identical to the inverse wavefront of the real radiation source, which will be used to reconstruct the image recorded on the hologram. The calculation was carried out by calculating the complex amplitude of the radiation generated by the reference source at each point of the hologram and then adding this amplitude to the complex amplitude of the calculated diffraction pattern.

Полученные данные использовали для расчета функции пропускания голограммы и определения координат и свойств элементов в трех электрически управляемых транспарантах, для чего сначала на основе рассчитанной функции пропускания рассчитали изменение фазы для каждой ячейки прозрачного фазосдвигающего транспаранта, а саму функцию пропускания после этого изменили. Затем по результатам анализа измененной функции пропускания рассчитали требуемую степень пропускания для каждой ячейки транспаранта с переменной прозрачностью. Отдельно рассчитали распределение поворота плоскости вектора поляризации по площади голограммы.The obtained data was used to calculate the transmission function of the hologram and to determine the coordinates and properties of elements in three electrically controlled transparencies, for which, first, on the basis of the calculated transmission function, the phase change was calculated for each cell of the transparent phase-shifting transparency, and the transmission function itself was then changed. Then, based on the results of the analysis of the changed transmission function, the required degree of transmission was calculated for each transparency cell with variable transparency. Separately, the distribution of the rotation of the plane of the polarization vector over the area of the hologram was calculated.

Затем настроили трехслойную голограммную маску, составленную из электрически управляемых транспарантов следующим образом: непосредственно на прозрачной подложке - транспарант, состоящий из ячеек с регулируемой прозрачностью, в середине - транспарант, состоящий из ячеек с регулируемым фазовым сдвигом (фазовращатель) и сверху - транспарант, осуществляющий поворот плоскости поляризации.Then they set up a three-layer hologram mask made up of electrically controlled banners as follows: directly on a transparent substrate - a banner consisting of cells with adjustable transparency, in the middle - a banner consisting of cells with adjustable phase shift (phase shifter) and on top - a banner that rotates plane of polarization.

Записанное на полученной голограммной маске изображение восстанавливалось с помощью источника излучения, в качестве которого использовался Не-Cd лазер марки PLASMA мощностью 90 мВт с длиной волны излучения 0,442 мкм. В результате было получено восстановленное изображение исходного рисунка, уменьшенное в 10000 раз, при этом характерный размер геометрических фигур составлял 0,25-0,6 мкм.The image recorded on the obtained hologram mask was reconstructed using a radiation source, which was used as a PLASMA brand He-Cd laser with a power of 90 mW and a radiation wavelength of 0.442 μm. As a result, a reconstructed image of the original pattern was obtained, reduced by 10,000 times, while the characteristic size of the geometric figures was 0.25-0.6 microns.

Пример 6. В качестве исходного рисунка использовалось изображение наборов различных геометрических фигур (квадратов, треугольников, окружностей, соединенных между собой прямыми линиями). Геометрические фигуры имели различные размеры (2,5-6 мм), а линии, их соединяющие, - различные толщины (2,5-6 мм). Исходный рисунок был преобразован в цифровой растр с помощью следующих действий. Исходный рисунок в виде черно-белого полутонового изображения размещается в некоторой системе координат. В той же системе координат размещают мелкую сетку с заранее заданным шагом. В области, занимаемой рисунком, для каждого узла сетки записывают координаты этого узла и яркость рисунка в этой точке. Если требуется воспроизвести рисунок с заданным распределением фазы излучения по этому рисунку, то это распределение фазы также представляется в виде черно-белого, в общем случае - полутонового, изображения и так же размещается в той же системе координат. Перечень четырех величин: двух координат, яркости и фазы для всех узлов сетки, находящихся в области, занимаемой исходным рисунком, представленный, например, в виде списка, вектора или матрицы, и является растром в цифровой форме.Example 6. As the initial drawing, an image of sets of various geometric shapes (squares, triangles, circles connected by straight lines) was used. The geometric figures had different sizes (2.5-6 mm), and the lines connecting them had different thicknesses (2.5-6 mm). The original image was converted to a digital raster using the following steps. The original picture in the form of a black and white grayscale image is placed in some coordinate system. A fine grid with a predetermined step is placed in the same coordinate system. In the area occupied by the figure, the coordinates of this node and the brightness of the figure at this point are recorded for each grid node. If you want to reproduce a picture with a given distribution of the radiation phase according to this picture, then this phase distribution is also presented in black and white, in the general case - grayscale, image and is also placed in the same coordinate system. The list of four values: two coordinates, brightness and phase for all grid nodes located in the area occupied by the original figure, presented, for example, in the form of a list, vector or matrix, and is a raster in digital form.

Таким образом, записали информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как точечный излучатель.Thus, information on the amplitude and phase characterizing each point of the raster as a point emitter was recorded.

Затем рассчитали картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности виртуальных излучателей - элементов цифрового растра исходного рисунка. Для этого использовался метод вычисления сумм типа свертки с использованием преобразования Фурье и употреблением алгоритма быстрого преобразования Фурье. Для его реализации использовали персональный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Затем рассчитали интерференционную картину, которая будет получена от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного источника излучения, волновой фронт которого идентичен обращенному волновому фронту реального источника излучения, который в дальнейшем будет использоваться для восстановления изображения, записанного на голограмме. Расчет осуществлялся путем вычисления комплексной амплитуды излучения, создаваемого опорным источником в каждой точке голограммы и последующего сложения этой амплитуды с комплексной амплитудой расчетной картины дифракции.Then we calculated the diffraction pattern at each point of the future hologram, created from the entire set of virtual emitters - elements of the digital raster of the original pattern. To do this, we used the method of calculating sums of convolution type using the Fourier transform and using the fast Fourier transform algorithm. For its implementation, a personal computer equipped with appropriate software was used. Then we calculated the interference pattern, which will be obtained from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from the virtual reference radiation source, the wavefront of which is identical to the inverse wavefront of the real radiation source, which will be used to reconstruct the image recorded on the hologram. The calculation was carried out by calculating the complex amplitude of the radiation generated by the reference source at each point of the hologram and then adding this amplitude to the complex amplitude of the calculated diffraction pattern.

Полученные данные использовали для расчета функции пропускания голограммы и определения местоположения прозрачных элементов в слоях голограммной маски, для чего сначала на основе рассчитанной функции пропускания определили расположение отверстий в прозрачном слое, который обеспечивает сдвиг фазы проходящего излучения на 180 градусов, а саму функцию пропускания после этого пересчитали. Затем по результатам анализа пересчитанной функции пропускания рассчитали коэффициент пропускания первого дополнительного затемняющего слоя, после чего функцию пропускания снова пересчитали. На основании вторично пересчитанной функции пропускания рассчитали расположение отверстий для непрозрачного слоя, затем рассчитали расположение отверстий в обоих дополнительных затемняющих слоях. Отдельно рассчитали распределение поворота вектора поляризации по площади голограммы.The obtained data was used to calculate the transmission function of the hologram and determine the location of transparent elements in the layers of the hologram mask, for which, first, based on the calculated transmission function, the location of the holes in the transparent layer was determined, which provides a phase shift of the transmitted radiation by 180 degrees, and the transmission function was then recounted . Then, based on the analysis of the recalculated transmission function, the transmission coefficient of the first additional dimming layer was calculated, after which the transmission function was recounted again. Based on the second recalculated transmission function, the location of the holes for the opaque layer was calculated, then the location of the holes in both additional darkening layers was calculated. Separately, the distribution of the rotation of the polarization vector over the area of the hologram was calculated.

Затем данные о повороте плоскости поляризации и рассчитанные конфигурации отверстий в слоях использовали для изготовления и настройки пятислойной голограммной маски, состоящей из электрически управляемого транспаранта, поворачивающего плоскость вектора поляризации, слоя непрозрачного вещества, слоя затемняющего (частично прозрачного) вещества и прозрачного фазосдвигающего слоя.Then, the data on the rotation of the plane of polarization and the calculated configuration of the holes in the layers were used to fabricate and adjust a five-layer hologram mask consisting of an electrically controlled transparency that rotates the plane of the polarization vector, a layer of an opaque substance, a layer of a darkening (partially transparent) substance, and a transparent phase-shifting layer.

Записанное на полученной голограммной маске изображение восстанавливалось с помощью источника излучения, в качестве которого использовался Не-Cd лазер марки PLASMA мощностью 90 мВт с длиной волны излучения 0,442 мкм. В результате было получено восстановленное изображение исходного рисунка, уменьшенное в 10000 раз, при этом характерный размер геометрических фигур составлял 0,25-0,6 мкм.The image recorded on the obtained hologram mask was reconstructed using a radiation source, which was used as a PLASMA brand He-Cd laser with a power of 90 mW and a radiation wavelength of 0.442 μm. As a result, a reconstructed image of the original pattern was obtained, reduced by 10,000 times, while the characteristic size of the geometric figures was 0.25-0.6 microns.

Claims (13)

1. Способ изготовления голограммы рисунка, характеризуемый тем, что рисунок преобразуют в растр в цифровой форме, записывают информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как протяженный или точечный излучатель, рассчитывают необходимые параметры элементов голограммы, для чего переводят элементы цифрового растра изображения рисунка в цифровой растр будущей голограммы, при этом рассчитывают картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности излучателей - элементов цифрового растра изображения рисунка, рассчитывают интерференционную картину, полученную от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного точечного или протяженного источника излучения, идентичным обращенному реальному волновому фронту источника, который будет использоваться при восстановлении голографического изображения рисунка, определяют функцию пропускания голограммы и выделяют в ней области, которые после бинаризации дадут прозрачные элементы недопустимо малого размера, физически не пропускающие свет, после чего изменяют функцию пропускания, обеспечивая увеличение размера этих элементов, используют полученный результат для формирования дифракционной структуры голограммы на носителе, создают голограмму в виде набора прозрачных дискретных элементов в непрозрачном слое, нанесенном на прозрачную подложку, и проводят оптическую коррекцию увеличенных элементов, обеспечивающую пропускание этими увеличенными элементами количества света в соответствии с первичной функцией пропускания, при этом коррекцию осуществляют путем размещения на непрозрачном слое слоя поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, а области над неувеличенными элементами выполняют в нем прозрачными.1. A method of manufacturing a hologram of a picture, characterized in that the picture is converted into a raster in digital form, record information about the amplitude and phase characterizing each point of the raster as an extended or point emitter, calculate the necessary parameters of the hologram elements, for which the elements of the digital raster of the picture image are translated into a digital raster of the future hologram, while calculating the diffraction pattern at each point of the future hologram, created from the entire set of emitters - elements of the digital race In the image image, the interference pattern calculated from the interaction of the calculated diffraction pattern with the calculated wavefront from a virtual reference point or extended radiation source identical to the reversed real wavefront of the source, which will be used when reconstructing the holographic image of the pattern, is determined by the transmission function of the hologram and highlighted in areas that, after binarization, will give transparent elements of an unacceptably small size, physically that transmit light, and then change the transmission function, providing an increase in the size of these elements, use the result to form a diffraction structure of the hologram on the carrier, create a hologram in the form of a set of transparent discrete elements in an opaque layer deposited on a transparent substrate, and conduct optical correction of the enlarged elements, providing the transmission of these increased elements of the amount of light in accordance with the primary transmission function, while the correction is carried out by placing on an opaque layer a layer of an absorbing substance with a known absorption coefficient for the recovery image of the radiation, and the regions above the unexpanded elements are made transparent in it. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптическую коррекцию проводят неоднократно, для чего наносят на поверхность предыдущего слоя поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения последующий слой поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, и области над областями предыдущего слоя, не обеспечивающими пропускание количества света в соответствии с первичной функцией пропускания, выполняют в нем прозрачными.2. The method according to claim 1, characterized in that the optical correction is carried out repeatedly, for which a subsequent layer of absorbing substance with a known absorption coefficient for the recovery image of radiation and the area above areas of the previous layer, not transmitting the amount of light in accordance with the primary transmission function, perform transparent in it. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после завершения оптической коррекции на слой поглощающего вещества с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения наносят слой прозрачного вещества, обеспечивающий сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину, для чего в нем выполняют набор дискретных элементов, в пределах площади которых сдвиг фазы отсутствует, форму, размер и расположение которых определяют расчетным путем, для чего сначала рассчитывают цифровой растр функции пропускания голограммы, а затем рассчитывают цифровые растры непрозрачного и обеспечивающего сдвиг фазы слоев предполагаемой двухслойной маски, для чего определяют среднее значение коэффициента пропускания по всем элементам цифрового растра функции пропускания голограммы, вычитают полученное среднее значение из первоначальных значений, в областях, где разность является положительной величиной, приписывают элементам цифрового растра непрозрачного слоя положительные значения, равные значениям разности, приписывают элементам цифрового растра обеспечивающего сдвиг фазы слоя значение «ноль», в областях, где разность является отрицательной величиной, приписывают элементам цифрового растра непрозрачного слоя положительные значения, равные отрицательным значениям разности по абсолютной величине, приписывают элементам цифрового растра обеспечивающего сдвиг фазы слоя значение «единица», и на основании анализа полученного цифрового растра непрозрачного слоя проводят расчет необходимой оптической коррекции, которую необходимо провести перед нанесением слоя, обеспечивающего сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after the optical correction is completed, a layer of a transparent substance is applied to the absorbing substance layer with a known absorption coefficient for the radiation recovery image, which provides a phase shift of the radiation recovery image by a predetermined amount, for which they perform a set of discrete elements within whose area there is no phase shift, the shape, size and location of which are determined by calculation, for which the digital raster function is first calculated and transmission of the hologram, and then digital rasters of the opaque and phase-shifting layers of the proposed two-layer mask are calculated, for which the average transmission coefficient of all elements of the digital raster of the hologram transmission function is determined, the obtained average value is subtracted from the initial values, in areas where the difference is positive value, attribute to the elements of the digital raster of the opaque layer positive values equal to the values of the difference, attribute to the elements of the digital In the regions where the difference is a negative value, assign the positive values equal to negative absolute difference values to the elements of the digital raster of the opaque layer, attribute the value “one” to the elements of the digital raster of the layer providing the phase shift, and based on the analysis of the obtained digital raster of the opaque layer, the necessary optical correction is calculated, which must be carried out before applying the layer, both ensures, reducing the phase shift of the radiation image by a predetermined amount. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что голограмму снабжают слоем, обеспечивающим требуемое изменение вектора поляризации восстанавливающего изображения излучения в рассчитанных областях этого слоя.4. The method according to claim 1, characterized in that the hologram is provided with a layer that provides the required change in the polarization vector of the restoration image of the radiation in the calculated areas of this layer. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что прозрачные дискретные элементы выполняют разного размера и формы.5. The method according to claim 1, characterized in that the transparent discrete elements perform different sizes and shapes. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что прозрачные дискретные элементы выполняют разного размера, но одинаковой формы.6. The method according to claim 1, characterized in that the transparent discrete elements perform different sizes, but the same shape. 7. Способ по п.1, или 5, или 6, отличающийся тем, что прозрачные дискретные элементы размещают по равномерной или неравномерной сетке.7. The method according to claim 1, or 5, or 6, characterized in that the transparent discrete elements are placed on a uniform or uneven grid. 8. Способ по п.1, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что прозрачные дискретные элементы выполняют в виде отверстий в непрозрачном слое.8. The method according to claim 1, or 4, or 5, or 6, characterized in that the transparent discrete elements are made in the form of holes in the opaque layer. 9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве средства формирования прозрачных дискретных элементов в непрозрачной среде используют электрически управляемый транспарант.9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as a means of forming transparent discrete elements in an opaque medium, an electrically controlled transparency is used. 10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве слоя с известным коэффициентом поглощения для восстанавливающего изображения излучения, в котором обеспечивают формирование прозрачных дискретных элементов, используют электрически управляемый транспарант.10. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an electrically controlled transparency is used as a layer with a known absorption coefficient for the recovery image of the radiation, in which transparent discrete elements are formed. 11. Способ по п.4, отличающийся тем, что слой, обеспечивающий изменение вектора поляризации восстанавливающего изображения излучения в рассчитанных областях, изготавливают в виде электрически управляемого транспаранта.11. The method according to claim 4, characterized in that the layer that provides the change in the polarization vector of the restoration image of the radiation in the calculated areas is made in the form of an electrically controlled banner. 12. Способ по п.3, отличающийся тем, что набор дискретных элементов, в пределах площади которых сдвиг фазы должен отсутствовать, выполняют в виде отверстий в слое, обеспечивающем сдвиг фазы восстанавливающего изображения излучения на заданную величину.12. The method according to claim 3, characterized in that the set of discrete elements within the area of which the phase shift should be absent, is performed in the form of holes in the layer, providing a phase shift of the recovery image of the radiation by a predetermined amount. 13. Способ по п.3, отличающийся тем, что набор дискретных элементов, в пределах площади которых сдвиг фазы должен отсутствовать, выполняют в виде прозрачных участков в электрически управляемом транспаранте. 13. The method according to claim 3, characterized in that the set of discrete elements, within the area of which the phase shift should be absent, is performed in the form of transparent sections in an electrically controlled transparency.
RU2013130511/28A 2013-07-04 2013-07-04 Method of producing hologram of drawing RU2539730C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130511/28A RU2539730C1 (en) 2013-07-04 2013-07-04 Method of producing hologram of drawing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130511/28A RU2539730C1 (en) 2013-07-04 2013-07-04 Method of producing hologram of drawing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013130511A RU2013130511A (en) 2015-01-10
RU2539730C1 true RU2539730C1 (en) 2015-01-27

Family

ID=53279035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013130511/28A RU2539730C1 (en) 2013-07-04 2013-07-04 Method of producing hologram of drawing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539730C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7573622B2 (en) * 2004-02-02 2009-08-11 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Computer hologram and creation method thereof
RU2396584C1 (en) * 2009-07-22 2010-08-10 Вадим Израилович Раховский Method of creating holographic images of drawing
RU2486561C1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Вадим Израилович Раховский Method of making holographic images of drawing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7573622B2 (en) * 2004-02-02 2009-08-11 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Computer hologram and creation method thereof
RU2396584C1 (en) * 2009-07-22 2010-08-10 Вадим Израилович Раховский Method of creating holographic images of drawing
RU2486561C1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Вадим Израилович Раховский Method of making holographic images of drawing

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013130511A (en) 2015-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3245882B2 (en) Pattern forming method and projection exposure apparatus
US7722997B2 (en) Holographic reticle and patterning method
US20080254371A1 (en) Method For Producing an Image on a Material Sensitive to a Used Radiation, Method For Obtaining a Binary Hologram (Variants) and Methods For Producing an Image by Using Said Hologram
JP2004501405A (en) Method for forming an optical image, a mask used in the method, a method for manufacturing a device using the method, and an apparatus for performing the method
JPS63304257A (en) Lithography
CN102096331B (en) Polarization designs for lithographic apparatus
JP2009139632A (en) Mask pattern correction method and exposure mask
CN107065447A (en) The method configured for the asymmetric pupil provided for extreme ultraviolet photoetching process
US9310768B2 (en) Method for synthesis and formation of a digital hologram for use in microlithography
TWI391989B (en) Hologram, generation method, and exposure apparatus
JP4022398B2 (en) Method and apparatus for creating phase shift mask
TW200527120A (en) A method for performing transmission tuning of a mask pattern to improve process latitude
US5612986A (en) X-ray lithography using holographic images
RU2396584C1 (en) Method of creating holographic images of drawing
TW200401954A (en) A method and apparatus for defining mask patterns utilizing a spatial frequency doubling technique
US9952516B1 (en) System and method for generating a lithographic image with the use of a digital hologram and a reflective concave in curvilinear surface
RU2539730C1 (en) Method of producing hologram of drawing
RU2486561C1 (en) Method of making holographic images of drawing
Borisov et al. Sub-wavelength holographic lithography (SWHL)
RU2511035C1 (en) Method of making holographic images of drawing
US20150378306A1 (en) Method for illumination of a hologram in holographic lithography and a multi-component illuminator for carrying out the method
JP2001507870A (en) Method and apparatus for integrating optical and interference lithography to generate complex patterns
Koreshev et al. Synthesizing hologram–projectors for photolithography on nonplanar surfaces
US10162307B2 (en) System and method for generating a lithographic image with the use of a reflective concave curvilinear surface and a digital hologram in a diverging beam
JP5532212B2 (en) Method for producing hologram

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150705

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161227