Verfahren
Verfahren
Maskenstrukturierter Ionenaustausch (MSI)
Die Herstellungsverfahren ist der Silber-Natrium Ionenaustausch in planares optisches Glas. Der Ionenaustausch wird thermisch oder feldunterstützt bei Temperaturen um 500°C durchgeführt.
Die Ersetzung von ursprünglich im Glas enthaltenen Natriumionen durch Silberionen aus einer Salzschmele führt zu einer Erhöhung der optischen Brechzahl. Dieser Effekt wird zum Design optischer Funktionen genutzt. Andere pysikalische und optische Eigenschaften des Glases ändern sich hingegen nicht.
Mit Hilfe einer photolithographisch strukturierten Metallmaske kann der Ioneneintrag lokal gesteuert werden.
Damit ist es möglich, optische Funktionen im Glas mit hoher Präzision zu erzeugen. Es entstehen stufenfreie, kontinuierliche refraktive Elemente.
Nach dem Austauschvorgang wird die Metallmaske vollständig entfernt. Die optische Funktion ist alleine durch die Indexverteilung innerhalb des Glases gegeben.
Vorteil:
die Oberflächen bleiben plan. Sie sind somit einfach zu reinigen.
Durch Indexmatching oder durch ein AR-Coating können Reflektionen wirksam unterdrückt werden.
Der Prozess erlaubt hohe Präzision bei der Erzeugung spezifizierter Phasenprofile sowie beste Reproduzierbarkeit.
Interferometrisch gesteuerte Laserlithographieanlage DWL66 von Heidelberg Instruments mit einer Schreibwellenlänge von 405nm.
Ausschnitt aus einer Maskenstruktur für die Herstellung eines Mikrolinsenarrays. Die einzelnen Mirolinsen in diesem Beispiel haben in kartesischer Anrodnung eine Kantenlänge von 600µm. Die Maske besteht pro Linse aus mehren tausend punktförmigen Maskenöffnungen. Durch Dichte und Größe der Öffnungen wird der Ionenaustausch lokal gesteuert.