Введение
1. Оценка влияния технологических погрешностей формирования микрорельефа на параметры доэ 25
1.1. Фазовая функция оптического элемента и реализующий ее дифракционный микрорельеф 25
1.2. Основные технологические процессы, применяемые при формировании микрорельефа ДОЭ 29
1.2.1. Литография 29
1.2.2. Качественный анализ погрешностей фотолитографического процесса 33
1.3. Анализ влияния технологических погрешностей формирования микрорельефа на параметры ДОЭ 44
1.3.1. Влияние технологических погрешностей на параметры дифракционной линзы 45
1.3.2. Моделирование влияния смещения шаблонов на параметры дифракционной линзы 51
1.3.3. Влияние погрешностей формирования микрорельефа на качество формирования интенсивности в фокальной плоскости аксикона 52
1.3.4. Влияние ошибки глубины травления на дифракционную картину и распределение интенсивности 55
1.3.5. Влияние технологических погрешностей на величину среднеквадратичной ошибки формирования интенсивности 56
Выводы 60
2. Формирование микрорельефа доэ с использованием оптической литографии 61
2.1. Формирование микрорельефа фокусаторов лазерного излучения с использованием жидкостного травления 61
2.1.1. Изготовление фотошаблоно ДОЭ 62
2.1.2. Изготовление микрорельефа фокусаторов 64
2.1.3. Экспериментальное исследование фокусаторов 67
2.2. Формирование микрорельефа ДОЭ вакуумно-плазменным травлением 69
2.2.1. Вакуумно-плазменные методы формирования микрорельефа 69
2.2.2. Исследования режимов травления материалов, используемых в качестве маскирующих слоев 72
2.2.3. Исследование режимов травления кремния и изготовление ДОЭ на его основе 76
2.3. Формирование микрорельефа ДОЭ методом послойного
наращивания фоторезиста 87
2.3.1. Исследование механизмов взаимодействия слоев фоторезиста при их послойном наращивании 88
2.3.2. Оценка параметров фокусаторов в «кольцо» и «отрезок», изготовленных послойным наращиванием фоторезиста 92
Выводы 96
3. Экспериментальные методы формирования микрорельефа в материалах, перспективных для дифракционной оптики 97
3.1. Создание и исследование опытных образцов дифракционных оптических элементов для фокусировки лазерного излучения на кварцевых подложках 97
3.1.1. Исследование технологических режимов травления кварцевых пластин 97
3.1.2. Изготовление бинарных фокусаторов на кварцевых подложках 99
3.1.3. Исследование микрорельефа фокусаторов 101
3.1.4. Оценка энергетической эффективности элементов 104
3.2. Исследование и разработка методов формирования микрорельефа ДОЭ в поликристаллических алмазных пленках 108
3.2.1. Термохимический способ формирования микрорельефа 109
3.2.2. Исследование режимов формирования дифракционного микрорельефа методом ионно-химического травления поликристаллических алмазных пленок 114
3.3. Исследование и разработка методов формирования микрорельефа ДОЭ в сапфировых подложках 120
3.4. Формирование микрорельефа с использованием халькогенидных стеклообразных полупроводников 123
3.4.1. Оптические свойства ХСП 124
3.4.2. Получение пленокХСП 127
3.4.3. Оптическая запись дифракционного микрорельефа в пленках As2 S3 131
3.4.4. Формирование микрорельефа ДОЭ с использованием ХСП в качестве маскирующего слоя 134
Выводы 139
4. Анализ метода формирования микрорельефа доэ с использованием ионно-лучевого травления материалов 140
4.1. Физические параметры, характеризующие ионно-лучевое травление 140
4.1.1. Общая характеристика метода ионно-лучевого травления материалов 140
4.1.2. Энергетические характеристики ионно-лучевого травления материалов 142
4.1.3. Коэффициент распыления материала мишени 143
4.1.4. Скорость и селективность травления материала мишени 146
4.2. Особенности формирования и трасформации микрорельефа ДОЭ с использованием ионно-лучевого травления 148
4.2.1. Травление микрорельефа на фоторезистной основе 148
4.2.2. Процесс травления микрорельефа на подложке 152
4.2.3. Формирование микрорельефа ДОЭ в стационарном режиме ионно-лучевого травления 154
4.2.4. Вычислительный эксперимент формирования и трансформации микрорельефа ДОЭ 155
4.3. Численная оценка изменения профиля микрорельефа при ионно-лучевом травлении 158
4.3.1. Исходные данные моделирования режимов травления микрорельефа ДОЭ 158
4.3.2. Моделирование профилей травления микрорельефа ДОЭ на основе бинарных структур 160
4.4. Результаты экспериментальных исследований 174
Выводы 179
5. Приборы и методы технологического контроля микрорельефа и параметров доэ 180
5.1. Основные операции технологического контроля 180
5.2. Контроль физической чистоты поверхности подложек 182
5.3. Технологический контроль микрорельефа с использованием тестовых дифракционных структур 194
6
5.3.1. Тестовые дифракционные структуры 194
5.3.2. Диагностика качества микрорельефа с помощью тестовых дифракционных структур 198
5.4. Контроль линейных размеров микрорельефа 205
5.4.1. Лазерный микроинтерферометр 205
5.4.2. Сканирующий зондовый микроскоп 207
5.5. Автоматизированное устройство контроля параметров ДОЭ... 210
5.6. Разработка и контроль параметров светотехнических устройств с ДОЭ 212
Выводы 218
Заключение 220
Список использованных источников 222
