Способ нанесения шкал на оптическую поверхность

Способ нанесения шкал на оптическую поверхность

Реферат

 

Изобретение относится к технике оптического приборостроения и может быть использовано для нанесения микроскопических шкал, нониусов и т.д. на поверхности оптических элементов. Способ включает напыление одного или нескольких разрушаемых записывающих слоев на оптическую поверхность подложки, причем внешний из этих слоев выполняют отражающим. Далее подложку с напыленными слоями помещают в лазер, используя ее в качестве одного из зеркал резонатора, и осуществляют нанесение шкалы за один импульс генерации. При этом модулируют генерируемое в лазере излучение по интенсивности в соответствии с заданным законом распределения штрихов шкалы путем формирования соответствующей многолучевой интерференционной картины, для чего производят разъюстировку зеркал резонатора. Плотность мощности в максимумах интенсивности формируемой интерференционной картины обеспечивают превышающей пороговую плотность мощности разрушения записывающих слоев. Благодаря выполнению указанных операций повышается производительность способа, снижаются требования к виброизоляции и увеличивается резкость наносимых шкал.

Изобретение относится к лазерной технологии и к технике оптического приборостроения и может быть использовано для нанесения микроскопических шкал, нониусов и т.д. на поверхности оптических элементов. Цель изобретения повышение производительности, снижение требований к виброизоляции и увеличение резкости наносимых шкал. Способ включает напыление одного или нескольких разрушаемых записывающих слоев на оптическую поверхность подложки, причем внешний из этих слоев выполняют отражающим. Далее подложку с напыленными слоями помещают в лазер, используя ее в качестве одного из зеркал резонатора, и осуществляют нанесение шкалы за один импульс генерации. При этом модулируют генерируемое в лазере излучение по интенсивности в соответствии с заданным законом распределения штрихов шкалы путем формирования соответствующей многолучевой интерференционной картины, для чего производят разъюстировку зеркал резонатора. Плотность мощности в механизмах интенсивности формируемой интерференционной картины обеспечивают превышающей пороговую плотность мощности разрушения записывающих слоев. Соответствующий выбор параметров резонатора (радиусов кривизны и местоположения зеркал) обеспечивает формирование в резонаторе лазерного пучка, имеющего минимальное сечение вблизи обрабатываемой поверхности. При плотности мощности излучения, близкой к пороговой, на обрабатываемой поверхности в местах, соответствующих максимумам интерференции, происходит плавление или испарение вещества тонкой пленки, т.е. необратимое изменение оптических и механических свойств напыленного слоя. При использовании высокоотражающих покрытий (98-99% ) и небольшой разъюстировке зеркал резонатора благодаря эффекту многолучевой интерференции на обрабатываемой поверхности образуется система резких равноотстоящих штрихов, пригодных для использования в качестве шкал, нониусов, реперов и т.д. Поскольку расстояние между штрихами пропорционально длине волны лазерного излучения, то при использовании лазеров, излучающих в видимом и ближнем УФ-диапазонах, принципиально возможно получение высококачественных штрихов в субмикронном масштабе. П р и м е р. Подложку из стекла К8 с напыленной на нее пленкой алюминия толщиной 800 обрабатывали излучением импульсного ТЕА-лазера на СО₂ с длиной волны 10,6 мкм. Вогнутое зеркало резонатора, выполненное из нержавеющей стали, имело радиус кривизны 10 м. При использовании в качестве плоского выходного зеркала плоскопараллельной пластины из германия энергия импульсов излучения составляла 1,2 Дж при длительности импульса 150 нс. Обрабатываемую подложку устанавливали в качестве плоского зеркала плоскосферического резонатора, причем длина резонатора увеличивалась до 5 м. При интенсивности излучения 110 МВт/см² на поверхности подложки наблюдалось необратимое разрушение покрытия с образованием плазменного факела. При этом на поверхности подложки в области диаметром 1,8 мм происходило образование периодической структуры в виде системы резких параллельных равноотстоящих штрихов, ширина которых составляла 0,3 мкм, а расстояние между ними 30 мкм, т. е. резкость зафиксированной интерференционной картины (отношение периода картины к ширине штриха) составляла порядка 100. Небольшой расстройкой зеркал и изменением длины резонатора можно легко варьировать расстоянием между штрихами в пределах от 10 до 100 мкм при неизменной ширине штриха.

Формула изобретения

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ШКАЛ НА ОПТИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ, включающий напыление одного или нескольких разрушаемых записывающих слоев на оптическую поверхность подложки с последующей обработкой этой поверхности импульсным лазерным излучением, промодулированным по интенсивности в соответствии с заданным законом распределения штрихов шкалы, и имеющим в максимумах интенсивности плотность мощности, превышающую пороговую плотность мощности разрушения записывающих слоев, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, снижения требований к виброизоляции и увеличения резкости наносимых шкал, внешний напыляемый разрушаемый слой выполняют отражающим, подложку с напыленными слоями помещают в лазер, используя ее в качестве одного из зеркал резонатора, модуляцию генерируемого в лазере излучения осуществляют путем формирования соответствующей многолучевой интерференционной картины, для чего производят разъюстировку зеркал резонатора, а непосредственно нанесение шкалы осуществляют за один импульс.