在用于通过光照射通过衍射光栅产生用于技术应用并且对于人眼可见的颜色图案的方法中，在纳秒范围或皮秒或飞秒范围中通过至少一个激光设备在激光微构造过程中，直接在固体表面上制作衍射光栅阵列，每个衍射光栅阵列由纵向尺寸具有低于眼睛的分辨能力的值并且包含至少一个像素（81、82、83）的子区域（81）构成，像素是用于产生光谱颜色的有限的衍射光栅结构。通过将这种产生颜色的衍射光栅结构直接应用于固体表面，能够实现从压纹工具到珠宝的各种装饰和验证可能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
根据权利要求I的导言，本专利技术涉及用于通过衍射光栅制作颜色图案的方法和装置。作为定义，术语“颜色图案”包括特别是也在人眼中产生颜色的表面的所有类型的变更，颜色一般但并非排他性的是通过在相应的衍射光栅衍射多色光产生的混合颜色。颜色或混合颜色可分别出现于结构、符号、标识中，或者作为验证特征出现于特定的应用中。
技术介绍
通过光栅结构产生光谱颜色、原色并由此产生混合颜色为人所知已有很长时间。作为其代表性的例子，可引用文献WO 2006/066731AUW0 98/23979或EP 05859 66A2。在现有技术的所有这些和其它文献中，一般通过相对较软的合成基板中的激光或电子束光刻制作光栅结构。这些光刻法需要用于制作光栅结构的多个和部分复杂的处理步骤，这是文献所公知的。 对于根据公开椭圆结构的US 2006/0018021A1公开的基于衍射的光学光栅结构，也同样如此。使用必须一方面满足高的美学要求并且另一方面用于货品的验证的光学特征的大量的应用领域是已知的。一组这种应用为例如香烟、食品或药品的封装箔，这些箔一般通过压纹辊被压纹；或者，例如表壳的一部分、玻璃或蓝宝石的表玻璃或硬币的装饰对象的表面可以为对象。特别时在封闭箔中，如果镀金属层要进一步减少或完全被省略，那么着色图案会获得更高的显著性。关于上述的压纹工具或装饰性对象，正是金属表面被构建，并且，在压纹工具的情况下，是硬材料层。例如，授权给本专利技术的申请人的WO 2007/012215A15中公开这一点。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术的目的是，提供用于制作用于产生具有更高的衍射强度和更高光彩的光谱颜色并被应用于诸如压纹辊或压纹模具并由此应用于封装箔或应用于装饰性对象的颜色图案的光栅结构的方法和装置。通过根据权利要求I的方法并通过根据权利要求13的装置实现该目的。附图说明以下参照示例性实施例的附图更详细地解释本专利技术。图I表示用于在固体表面上直接产生衍射光栅阵列的根据本专利技术的具有两个激光器设备的装置的示意图，图2表示通过掩模和光阑组合的激光束强度整形，图3表示优选的闪耀光栅结构的断面图，图4表示用于制作图3的闪耀光栅结构的第一掩模，图5表示用于制作图3的闪耀光栅结构的第二掩模，图6表示具有三角柱或凹陷断面的柱或盲孔光栅的形式的另一衍射光栅，图7表示具有相关的颜色像素的衍射光栅阵列，图8表示人眼不再可分辨并由多个不同的颜色像素区域形成的子区域。具体实施例方式在图I中，示出用于通过两个激光器设备制作衍射光栅的装置，其中，图中左面的一个是适用制作例如闪耀光栅阵列的受激准分子激光器设备，右面的激光器设备是一方面用于制作用于制作光栅结构的掩模和/或光阑并且另一方面适于制作直接起作用的波纹光栅结构或重叠通过受激准分子激光制作的光栅结构与基于波纹之间的间隔的变化的第二光栅结构的飞秒或皮秒激光器设备。包括具有248纳米(nm)的波长的KrF受激准分子激光的第一激光器设备LI用于根据掩模投影技术在固态表面中产生微结构，并且，包括具有775nm的中心波长或其两倍或三倍频率波长的飞秒激光器15的第二激光器设备L2用于根据聚焦技术在固体表面中制 作例如波纹光栅结构的纳米结构或者制作掩模。出于本申请的目的，术语“固体”意味着可通过激光制作的表面微结构衍射光栅的任何基板，例如，玻璃、由玻璃或蓝宝石、陶瓷、适当的合成材料制成的表玻璃，并且主要有珠宝或硬币上的金属表面，特别地，还有诸如用于压纹封装箔以及有机固体的压纹模具和压纹板的压纹工具的硬材料涂敷表面。表面可事先被预处理、化学处理或机械处理，并被构建。作为硬材料涂层，例如，可设想四重键合非晶碳(七&-0、碳化钨(胃0、碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)或类似的硬材料。微结构可以例如为具有I 2μπι的光栅周期的所谓的闪耀光栅，并且，纳米结构可以例如为用作光学衍射光栅的具有300nm IOOOnm的周期的自组织波纹结构。如以下解释的那样，通过光照射时的衍射产生角度依赖分散即光谱颜色分离的衍射光学活动结构的任何周期阵列是可能的。在图I中，表示作为其射束2在这里具有矩形断面的第一激光器的受激准分子激光器I。可通过衰减器3调整和改变该激光束的强度。通过均化器3A和物镜3B，在均匀的斑点HS中产生跨着激光束断面的均匀强度分布。制作微结构所需要的跨着激光束断面的强度轮廓通过位于均匀的斑点HS中的掩模18从该均匀的强度分布被整形。配置在掩模后面并优选与其接触的光阑6中的开口的几何形状产生通过掩模18整形的激光束的强度轮廓的断面几何或轮廓形状。掩模18和光阑6位于掩模和光阑改变器装置中。作为KrF受激准分子激光器的替代，可以使用具有193nm的波长的ArF受激准分子激光器、具有157nm的波长的氟石(F2)激光器或具有308nm的波长的XeCl受激准分子激光器作为第一激光器I。作为飞秒激光器的替代，可以使用具有1064nm的波长或530nm的其双倍频率波长或266nm的其三倍频率波长的Nd = YAG型的皮秒激光器作为第二激光器15。通过图2也示出的掩模18和光阑6整形的激光束入射到通过适当的成像光学器件8引导光束的偏转镜7上，该成像光学器件8以例如8:1的预定的成像比例将微结构的适当的激光强度轮廓成像到压纹辊10上的ta-C层的表面9上。通过旋转箭头11，表示压缩辊10可通过预定的角度沿其纵轴旋转。压缩辊10被配置于位移装置32上。为了调整、监视和稳定化激光束的功率和强度，小部分的激光束通过束分离器4被引到传输用于控制衰减器3和/或激光器I的数据的功率计5上。可对于由图I中的双箭头表示的激光束强度轮廓测量装置5A选择性地交换该功率计5。为了能够正确地测量均匀斑点HS中即掩模面中的激光束的功率和强度分布，在到束分离器4的距离与位于均匀斑点HS中的掩模18相同的距离上设置装置5和5A。照相机26用于观察微结构处理。因而，偏转镜7具有反射248nm波长的受激准分子激光照射但透过可见光的干涉层系统。为了将通过成像光学器件8成像的激光束的成像面的精确确定的位置调整到要在压纹辊10的整个表面区域上构建的ta-c层上，通过用于压纹辊的位置检查的装置16，例如，通过三角测量方法，测量压缩辊从理想的几何位置的位置和制造相关偏离。这些测量数据然后被用于通过位移装置32的压缩辊10的自动调整，并被用于构建过程中的位移装置32的X轴的校正控制。如在根据图I的示例性实施例的描述中简要提到的那样，通过掩模和光阑整形根 据掩模投影技术的受激准分子激光构建处理所需要的强度轮廓。以下参照图2更详细地描述该处理从均匀斑点HS中的激光束29的均匀强度分布74，通过位于均匀斑点HS中的掩模18整形在压纹辊10上的ta-C层中制作的微结构所需要的跨激光束断面的强度轮廓。在该示意图中，掩模18具有以格子状方式配置的透明区域19和对于激光束不透明的表面区域20，并由此形成具有立方形强度轮廓部分的格子状强度轮廓75。沿激光束的方向被配置在掩模后面并优选与其接触的光阑6通过其开口或透明表面区域的几何形状产生通过掩模18整形的激光束的强度轮廓的断面几何。在该示图中，光阑开口 6T的形状或对于激光束透明的不透明部分6P内的光阑的表面区域采取三角形的形式，因此，在光阑之后，激光束29A本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·伯格利，
申请(专利权)人：伯格利格拉维瑞斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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