Новосибирск. 23 августа. ИНТЕРФАКС - Сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН (ИАиЭ, Новосибирск) создали новые технологии прямой лазерной записи дифракционных структур на металлических пленках для оптических элементов, сообщает издание СО РАН "Наука в Сибири".
"Разработки помогут сделать дифракционные оптические элементы более компактными и повысить экономическую эффективность производства оптических устройств. Исследования в рамках этого проекта были поддержаны Российским научным фондом", - говорится в сообщении.
В дифракционной оптике преобразование света осуществляется за счет законов дифракции, то есть огибания волнами препятствий, дифракционные оптические элементы представляют собой прозрачные или отражающие тонкие пластины со сформированным на них микрорельефом.
Их применяют в высокоточной измерительной технике, физике лазеров, космосе, медицине и множестве бытовых устройств (например, в качестве оптических компонентов сканеров штриховых кодов в магазинах).
Одна из технологий изготовления таких элементов - прямая термохимическая лазерная запись, при которой на кварцевую или стеклянную подложку напыляют пленку хрома толщиной 25-30 нанометров, на которой сначала наносят нужный рисунок, и там, где прошел лазер, формируется оксидная пленка.
Затем с подложки смывается (стравливается) и хром, и, значительно медленнее, оксид хрома, и в конечном счете в ранее открытых участках подложки образуются достаточно глубокие канавки.
Перед учеными стояла задача расширить возможности по изготовлению элементов дифракционной оптики с использованием термохимической технологии лазерной записи, и они попытались использовать пленки титана, однако выяснилось, что они активно поглощают кислород из окружающей атмосферы и, соответственно, постепенно окисляются без лазерного воздействия.
В итоге исследователи решили напылять поверх металлических пленок тонкий слой кремния, который должен был защитить металлическую пленку от окисления.
Для расширения направлений исследования, помимо пленок титана, ученые взяли также пленки хрома, циркония и гафния.
"Наиболее интересные результаты, пригодные к внедрению в производственную практику, показала технология лазерной записи на пленках хрома с напыленным кремниевым покрытием", - говорится в сообщении.
Несмотря на то, что технология получилась более сложной - необходимо использовать два травителя (для кремния и для хрома), она позволяла существенно снизить риск порчи оптического элемента при травлении - образующаяся при лазерной записи "маска" из силицида хрома оказалась очень устойчивой.
Также оказалась перспективной для изготовления дифракционных элементов с бинарно-фазовым рельефом технология лазерной записи на пленках титана с кремниевым напылением.
В дальнейшем ученые планируют продолжить экспериментальные исследования новых технологий, чтобы выявить пределы погрешностей и определить области применения.
