Methoden zur fotolithographischen Herstellung Diffraktiv Optischer Elemente in Quarzglas mit hoher Beugungseffizienz

Abstract:
Diffraktiv Optische Elemente ermöglichen durch Strahlformung und Strahlteilung eine optimale Anpassung von Laserstrahlen an ihre Anwendung. Für eine gute optische Performance müssen die komplexen Oberflächenstrukturen in mehreren Lithographieprozessen strukturiert werden. Durch prozessbedingte Strukturdefekte sinken die Beugungseffizienz und die Homogenität der Lichtverteilung. Es wird gezeigt, dass die Tiefe und die Rauheit der in Quarzglas geätzten Bereiche kritische Größen sind. Sie müssen deshalb so gut wie möglich dem Idealwert entsprechen. Die Oberflächenrauheit wird durch den gewählten Ätzprozess bestimmt. Ion Beam Etching erzielt glatte Oberflächen, die Ätzraten sind jedoch gering. Reactive Ion Etching ermöglicht höhere Ätzraten bei geringer Oberflächenqualität. Durch Kombination von Ion Beam Etching und Reactive Ion Etching können die Vorteile beider Verfahren genutzt werden. Zur Überwachung des Ätzabtrags wird eine Endpunktdetektion entwickelt. Sie zeigt mit Hilfe einer vergrabenen Widerstandschicht das Erreichen der korrekten Ätztiefe an.