SU1045201A1 - Способ изготовлени пропускающей измерительной фазовой диффракционной решетки - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОПУС КАЮЩЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ ДИФРАК ЦИОННОЙ РЕШЕТКИ, основанный на формировании в плоскости решетки матри цы двух идентичных систем штрихов, смещенных друг относительно друга по фазе, и на последующем копироваf « НИИ с полученной решетки ее реплики, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности фазового соотношени  между смещенными системами штрихов, в процессе указанного формировани  осуществл ют нарезание единой системы штрихов симметричного двугранного профил , затем экранируют нарезанную систему штрихов на половину их длины и путем вакуумного испарени  нанос т на открытую половину одной из граней штрихов слой материала, который обладает высокой адгезией к подложке, ориентиру  при этом направление испарени  параллельно непокрываемой грани штрихов, после чего экранируют вторую половину системы штрихов и нанос т слой такой же толщины на о.ктрытую половину другой грани штрихов. П

Description

Изобретение относитс  к оптичесKojviy приборостроению, конкретнее к технологии изготовлени  прозрачнь решеток-индексов, которые совместно с отражательными решетками-шкалами используютс  дл  измерени  точных линейных перемещений по муаровым полосам, в частности, в след щих системах дл  управлени  процессами изготовлени  спектроскопических дифракционных решеток с числом штрихов от 100 до 2400 на один миллимет И метрологических линеек к станкам с программным управлением.

Известен способ изготовлени  параллельных линейных амплитудных растров, в соответствии с которым предварительно графическим путем выполн ют изображение растра, состо щего из двух систем штрихов, смещенных по фазе, с границей раздела, перпендикул рной направлению штрихов , а затем получают его уменьшенную пропускающую фотокопию Г .

Недостатком способа  вл етс  то, что фотографическим путем можно изготовить только низкочастотные ампл . тудные растры, качество которых к тому же невысокое из-за рассеивани  света в слое фотоэмульсий. Фазовые измерительные дифракционные решетки Изготовить невозможно.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ изготовлени  пропускающей измерительной фазовой дифракционной решетки, основанный на фор 4ировании в плоскости решетки-матрицы двух идентичных систем штрихов, смещенных друг, относительно друга по фазе, и последующем копировании с полученной решетки ее прозрачной реплики. И-зготовление фазовых решеток-матриц осуществл ют путем нарезани  двух систем штрихов. Разовый раздел при этом параллелен их направлению и создаетс  благодар  смещению одной системы штрихов относительно другой путем внесени  ошибки делени  заданГо1

ной величины 2 ,

Недостатком такого способа  вл етс  нарушение фазового соотношени  между нарезанными системами штрихов решетки, что обусловлено износом резца в процессе нарезани , всле,дствие чего профиль штрихов одной системы отличаетс  от профил  штрихов другой. Кроме того, сказываетс  наличие прогрессивных ошибок делени . В конечном счете вли ние этих факторов существенно снижает точность измерен1-;  линейных перемещений.

Цель изобретени  - повышение точности фазового соотношени  между смещенными системами штрихов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  пропускающей измерительной фазовой дифракционной решетки, оснс-ваннo y На формировании в плоскости решетки-матрицы двух идентичных систем штрихов, смещенных друг относительно друга по фазе, и последующем копировсшии с полученной реодетхк ее реплики, в процессе укаэанкото формировани  осуществ л ют нарезание единой системы штрихов симметричного двугранного профил , затем экранируют нарезанную систем штрихов на половину их длины и путем вакуумного испарени  нанос т на открытую гюловину одной из граней штрихов слой материала, который обладает высокой адгезией к подложке, ориентир ;- при этом направление испарени  парал1;ельно непокрываемой грани штрихов, после чего экранируют вторую поповину системы штрихов и н,анос т слой такой же толщины на открытую половину другой грани штрихов.

На чертелсе показано последователь нов видоизменение структуры решеткиматрицы в процессе ее изготовлеки .

Предлагаемый способ реализуетс  следующим образом,

В слое 1 металла, например, алюrv1ини , который был предварительно нанесён на стекл нную подложку 2,алмазным резцом нарезают единую сие ;тему штрихов симметричного двугранного профил . При этом грани 3 и 4 нарезанных штрихов составл ют с поверхностью решетки угол с . Затем экрс1Нируют участок 5; поверхности „ матрицы примерно наполовину длины штрихов и путем вакуумного испарени  Нанос т на открытую половину грани 3, соответствующую незаэкраниpoвaннo -1y участку б поверхности, слой 7 материала, который обладает высокой адгезией к слою 1 . Е качестве такого материала может использоьатьс , наприме р, двуокись кремни . При этом Иоправление испарени  (на чертеже показано стрелками) орпетгтируют ПоЧаллельно непокрываемой грани 4 штрихов. Дл  обеспечени  заданного фазового смещени  между Форг-лкруемыми системам - штрихов толщина h наносимого сло  7 должна быть равна

Ь si п

где - заданна  величина относительно линейного смещени  систем штрихов друг относительно друга.

После этого экранируют вторую половину 6. поверхности штрихов и нанос т на открытую половину грани 4, соответствующую незаэкранирован0 ыому участку 5 поверх юсти,. слой 8, толщина которого также определ етс  приведенной зависимостью. При этом направление испарени  (на чертеже показано стрелками) ориентируют па5 паллельно ;)епо};рываемой грани 3 штрихов, в результате этих операций формируютс  две системы штрихов с относительным смещением , причем граница 9 фазового раздела в этом случае перпендикул рна к штрихам. После изготовлени  решетки-матрицы с нее копируют прозрачную реплику. При формировании штрихов алмазны резцом как и в прототипе имеет мест его износ. Однако, поскольку этот износ на длине каждого .штриха очень мал, а граница фазового раздела меж ду двум  системами штрихов проходит перпендикул рно их направлению, ошибки в относительном смещении сис тем не наблюдаетс . Вследствие этого повышаетс  точность фазового соотношени  между участками решетки и соответственно точность измерений Пример. Необходимо изготови пропускающую измерительную фазовую дифракционную решетку-индекс со следующими параметрами: количество штрихов на 1 мм 500, рабочие пор дки спектра О, + 1, угол наклона оС граней штрихов к поверхности решетк 30, величина фазового смещени  одного участка решетки относительно другого 180°. Решетка используетс  с шкалой, имеющей 250 штрихов на 1мм, рабочие пор дки спектра + 1Г и угол наклона граней штрихов к поверхности решетки 14°40. Цена муар вой полосы измерительного комплекта из прозрачной решетки-индекса и .отражательной решетки-шкалы равна одномумикрометру. На стекл нной подложке со слоем алюмини  на специальной делительной машине алмазным резцом формируют штрихи с посто нной решетки равной 2мкм и с углом наклона граней штри ха к поверхности заготовки равным Устанавливают решетку под углом в ЗО к направлению потока испа р емой двуокиси кремни . В вакуумной камере экранируют один участок решет ки примерно на. 0,5 длины штрихов и накос т слой двуокиси кремни  толщиной h . Поскольку штрихи частей решетки должны быть смещены по фазе на ХбО, относительн.ое смещение штрихов должно равн тьс  0,5 мкм. Подставл   данные oi и Б вышеуказанную зависимость , получают h 0,25 мкм. Затем поворачивают решетку вокруг оси, параллельной штрихам, на 120° так, чтобы она составила с направлением испарени  двуокиси кремни  угол -30, Экранируют другой участок решетки и Нанос т слой двуокиси кремни  толщиной равной 0,25 мкм. После чего с решетки-матрицы копируют прозрачную реплику на слое смолы ПГМФ и получают пропускающую фазовую дифракционную решетку. По предлагаемому способу изготовлена пропускающа  измерительна  фазова  дифракционна  решетка-индекс с количеством штрихов на миллиметр равным 500 ДЛЯ комплекта с целой полосы 1 мкм. Комплект измерительных решеток установлен на специальной точной делительной машине и позвол ет повысить точность делени  и надежность работы комплекта с фотоэлектрической системой управлени  делением. Таким образом, использование решеток , изготовленных на предлож.енно-. му способу, позвол ет повысить точность измерени  линейных перемещений на 5-8% по сравнению с прототипом ,что важно при использовании измерительных комплектов в делительных мгилинах дл  нарезани  дифракционных решеток в станках с программным управлением, измерительных микроскопах и т.д.

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОПУСКАЮЩЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ, основанный на формировании в плоскости решетки матрицы двух идентичных систем штрихов, смещенных друг относительно друга по фазе, й на последующем копирова- нии с.полученной решетки ее реплики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фазового соотношения между смещенными системами штрихов, в процессе указанного формирования осуществляют нарезание единой системы штрихов симметричного двугранного профиля, затем экранируют нарезанную систему штрихов на половину их длины и путем вакуумного испарения наносят на открытую половину одной из граней штрихов слой материала, который обладает высокой адгезией к подложке, ориентируя при этом направление испарения параллельно непокрываемой грани штрихов, после чего экранируют вторую половину системы штрихов и наносят слой такой же толщины на о.ктрытую половину другой грани штрихов.

   104-52Ш i 1.0