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| Holographische Belichtung |
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Carl Zeiss fertigt holographisch hergestellte, Plan- und Konkavgitter für den Spektralbereich von 110 nm bis 4 µm und mit Furchenzahlen von 40 bis 6400 L/mm.
Das holographische Verfahren wird benutzt, um Gitter durch reliefartiges Aufzeichnen eines feinen Laser-Interferenzfeldes in einer Fotolackschicht zu erzeugen.
Der Gedanke, das Licht selbst zur Herstellung von Gittern zu verwen- den, ist nicht neu. Michelson veröffentlichte Vorschläge dazu bereits 1915. Hochwertige spektroskopische Gitter lassen sich jedoch erst herstellen, seitdem hochauflösende Photoresistschichten und Laser mit kurzwelliger Strahlung zur Verfügung stehen. Auf dieser Basis hat Carl Zeiss neue Fertigungstechnologien sowie dazugehörige Einrichtungen entwickelt und stellt holographische Gitter für einen breiten Anwendungsbereich her.
Carl Zeiss benutzt extrem gleichmäßige Interferenzfelder, um holographische Gitter auf Teilungsträgern zu erzeugen, deren Ebenheit in jedem Falle besser als λ/4 ist. Durch ein besonderes Beschichtungsverfahren bleibt diese Ebenheit über alle Fertigungs- gänge hinweg voll erhalten. Interferometrische Kontrollen sichern zusätzlich, daß die Wellenflächenaberrationen stets kleiner als λ/4 sind. Damit ist höchstes Auflösungsvermögen der Gitter gewähr- leistet. Das dies so ist, prüfen wir gegebenenfalls Stück für Stück.
Die Gitteroberfläche wird mit einem Photoresist meist durch Aufschleudern in Dicken zwischen 0,1 und 3 µm beschichtet. Belichtet wird mit einem Interferenzfeld zweier Laserlichtbündel, die für Plangitter ebene Wellen, für Konkavgitter ebene oder aber sphärische (asphärische) Wellen sind. Nach Entwicklung des Resists entsteht durch Auswaschen der belichteten Teile (Positivresist) ein Oberflächenrelief, das schließlich im Vakuum mit Metall (Al für den sichtbaren und den ultravioletten Spektralbereich, Au für den infraroten Bereich) und eventuell mit einer Schutzschicht (MgF2, SiO2) beschichtet wird.
Die Ausnutzung von Nichtlinearitäten der Resistkennlinie sowie das Arbeiten mit Vorbelichtungen, stehenden Wellen u. a. gestatten, eine breite Palette von Furchenprofilen wie die von Sinusgittern oder laminar-ähnlichen Gittern, Blazeprofilen, Zykloidenformen u. a. herzustellen. Die interferierenden Wellen können durch Wellenfront- oder Amplitudenteilung hergestellt werden. Allgemein werden bei der interferentiellen Herstellung die Achsen zweier zueinander kohärenter Laserstrahlen auf den Scheitelpunkt des Gitterträgers ausgerichtet, wobei über Mikroobjektive und Modenblenden die beiden Punktquellen realisiert werden, die das auf das Gitter aufzubelichtende Interferenzmuster erzeugen.
Eine andere Methode benutzt Hilfshologramme. Die Belichtungszeiten liegen im Bereiche von Minuten, verwendet werden Ar- und HeCd-Laser im Einmodenbetrieb. An die mechanische Stabilität der Interferenzanordnungen zur Gitterherstellung werden ebenso wie bei mechanischer Gitterherstellung höchste Anforderungen gestellt. Moderne Anlagen arbeiten z.B. mit einer piezokeramisch gesteuerten Stabilisierung des Interferenzfeldes.
Blaze wird bei mechanischer Gitterherstellung durch spezielle Formen des Diamantwerkzeuges erreicht, bei interferentieller Gitterherstellung durch folgende Verfahren:
- Michelson-Sheridon-Verfahren (Methode der stehenden Welle): In ein durch einander entgegenlaufende Lichtwellen erzeugtes Interferenzfeld wird ein mit einem Photolack (Resist) beschichteter Träger gestellt. Beim Entwickeln wird der Photolack an den stark belichteten Stellen besonders schnell gelöst und es entsteht das dick ausgezogene Dreiecksprofil. Diese Methode ist auch auf korrigierte Konkavgitter übertragen worden.
- lonenätzen: Hierbei werden die Furchen von Sinusgittern auf die gewünschte Dreiecksform abgeschliffen.
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