衍射光学元件制造技术

产生衍射光学元件(1)的方法包括以下步骤：提供具有表面(4)的至少一个基材(3)，以及使用处理装置(5)在基材(3)的表面(4)中生成浮雕结构(2)。处理装置(5)包括具有半径(R)小于大约l微米的尖端(7)的探针(6)。探针(6)相对于基材(3)可移动。通过尖端(7)在基材(3)的表面(4)上的作用生成浮雕结构(2)，使得浮雕结构(2)的表面(8)与基材(3)的表面(4)之间的距离(D)沿第三方向(z)基本上连续地变化。衍射光学元件(1)包括具有表面(8)的浮雕结构(2)，其中，至少在浮雕结构(2)的一部分中，浮雕结构(2)的表面(8)与基材(3)的表面(4)之间的距离(D)基本上连续地变化。虚拟图像显示装置包括这样的衍射光学元件(1)的至少第一衍射光学元件和第二衍射光学元件。二衍射光学元件。二衍射光学元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衍射光学元件


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的用于产生衍射光学元件的方法、根据权利要求11的通过这样的方法产生的衍射光学元件、以及根据权利要求12的衍射光学元件。此外，本专利技术涉及根据权利要求15和16的包括这样的衍射光学元件的虚拟图像显示装置。

技术介绍

[0002]衍射光学元件在本领域中是众所周知的并且通常用于对电磁辐射束进行整形和分类。就其本身而言，发现了各种应用例如光学和光谱学。基本的物理原理是衍射，其中，在特定传入角度下入射在衍射光学元件上的电磁辐射束在特定传出角度下从衍射光学元件衍射。衍射光学元件基于周期性或非周期性结构，其中，沿这些结构的折射率调制的傅里叶光谱控制入射电磁辐射如何被衍射。在衍射光学元件的表面中生成的浮雕结构主要用于技术应用中的此目的。从US 4 895 790已知多级衍射光学元件的生成，其中，在将多级结构连续蚀刻到光学元件中时使用多个二元掩模。然而，制造这样的结构的限制妨碍了对其傅里叶光谱的控制，这又限制了衍射光学元件的功能。例如，对衍射光学元件的傅里叶光谱的有限控制妨碍了衍射光学系统的小型化，并且还限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种产生衍射光学元件(1)的方法，包括以下步骤：
‑
提供至少一个基材(3)，所述至少一个基材(3)具有在第一方向(x)和与所述第一方向(x)垂直的第二方向(y)上延伸的表面(4)；以及
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使用处理装置(5)在所述基材(3)的表面(4)中生成浮雕结构(2)；其特征在于所述处理装置(5)包括具有尖端(7)的探针(6)，其中，所述尖端(7)具有小于大约1微米、优选地小于大约20纳米的半径(R)，以及其中，所述探针(6)能够相对于所述基材(3)在所述第一方向(x)、所述第二方向(y)和与所述第一方向(x)和所述第二方向(y)垂直的第三方向(z)上移动，并且其中，通过所述尖端(7)在所述基材(3)的表面(4)上的作用生成所述浮雕结构(2)，使得所述浮雕结构(2)的表面(8)与所述基材(3)的表面(4)之间沿所述第三方向(z)的距离(D)沿所述第一方向(x)和所述第二方向(y)中的至少之一基本上连续地变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述尖端(7)在所述基材(3)的表面(4)上的机械作用和/或热作用生成所述浮雕结构(2)，以及/或者其中，在生成所述浮雕结构(2)时，所述尖端(7)直接接触所述基底(3)的表面(4)，以及/或者其中，所述处理装置(5)优选地是热扫描探针光刻装置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述探针(6)在所述第一方向(x)上和/或在所述第二方向(y)上以大约0.1纳米到50微米的步长、特别地以大约0.1纳米到100纳米的步长、优选地以5纳米到50纳米的步长、特别优选地以小于大约20纳米的步长移动，以及/或者其中，所述探针(6)在所述第三方向(z)上以大约0.1纳米到1微米的步长、优选地以0.2纳米到25纳米的步长、特别优选地以小于大约2纳米的步长移动，以及/或者其中，所述探针(6)在所述第一方向(x)和/或所述第二方向(y)上以大约1赫兹到1000千赫兹之间、优选地大约1千赫兹到500千赫兹之间的速率移动。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述处理装置(5)还包括控制器(11)，所述控制器(11)被配置成基于馈送到所述控制器(11)中的控制器数据来控制所述探针(6)，其中，所述控制器数据沿由所述第一方向(x)和所述第二方向(y)跨越的水平平面(x
‑
y)限定所述浮雕结构(2)并且基于一个或更多个函数f(x,y)，所述控制器数据优选地基于一个或更多个连续函数并且特别优选地基于一个或更多个正弦函数。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述一个或更多个正弦函数由以下表达式表示：其中，参数A
n
是振幅，其中，参数k
n
是空间频率，其中，参数α
n
是沿所述水平平面(x
‑
y)的角方向，其中，参数是相位，以及其中，参数Δ
n
是相对于所述第三方向(z)的偏移。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述控制器数据基于两个或更多个正弦函数f
n
(x,y)，并且其中，所述两个或更多个正弦函数f
n
(x,y)以傅里叶级数求和：
F(x，y)＝∑
n
f
n
(x，y)。7.根据前述权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述控制器数据通过以下步骤生成：(i)在计算装置(12)中利用一个或更多个优选正弦函数f
n
(x,y)来限定要在所述水平平面(x
‑
y)中生成的所述浮雕结构(2)，由此获得模型浮雕结构(18)；以及(ii)在所述计算装置(12)中将步骤(i)的所述模型浮雕结构(18)离散化成像素，由此获得离散化控制器数据，所述离散化控制器数据优选地被存储在数字文件中、特别优选地被存储在位图文件中。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述浮雕结构(2)上施加电介质膜或金属膜或过渡金属膜例如银膜(16)中的至少之一，由此在所述电介质膜或所述金属膜或所述过渡金属膜(16)中生成所述浮雕结构(2)，其中，可固化树脂例如UV
‑
可固化环氧树脂被沉积在所述电介质膜或所述金属膜或所述过渡金属膜(16)上，其中，载体(19)被施加至所述可固化树脂，所述载体(19)优选地包括电介质材料，例如玻璃、金属、过渡金属、诸如硅的半导体材料、可聚合聚合物或聚合物，其中，所述可固化树脂被固化，并且其中，执行模板剥离，使得从所述基材(3)去除所述载体(19)、所固化的树脂、以及包括所述浮雕结构(2)的负片的所述电介质膜或所述金属膜或所述过渡金属膜(16)。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括提供另一基材(14)的步骤，其中，所述另一基材(14)具有在所述第一方向(x)和所述第二方向(y)上延伸的表面(15)，其中，所述基材(3)被设置在所述另一基材(14)的表面(15)上，以及其中，所述基材(3)的浮雕结构(2)被蚀刻到所述另一基材(14)的表面(15)中。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述基材(3)的表面(4)中，并且如果适用，在所述另一基材(14)的表面(15)中，生成一个或更多个浮雕结构(2)，其中，所述一个或更多个浮雕结构(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：乌得勒支大学控股有限公司，
类型：发明
国别省市：