制造带内部涂层结构的光学部件的方法及据此制造的光学部件技术

本发明专利技术涉及一种用于制造光学部件的方法，该光学部件由共同围成开放空腔的至少两个零件构成，其中界定该空腔的内侧面被涂层或结构化，并且其中在自由孔口的区域中先前已局部去除了材料并且在那里进而进行涂层并借助于黏合来将这些零件彼此相连接。在此，黏合高度大于去除高度加涂层高度。本发明专利技术还包括根据此方法制造的光学部件。法制造的光学部件。法制造的光学部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造带内部涂层结构的光学部件的方法及据此制造的光学部件


[0001]本专利技术涉及一种光学部件，尤其光积分器，该光积分器被实施为空心积分器并且通常具有正方形、矩形、三角形、圆形或还有其他形状的光出射面。
[0002]光积分器一般被用于期望特别均匀的照明光学元件的情况。这例如可能在投影光刻、晶圆检测或激光材料加工中情况如此。使用光积分器的设备的示例是投影机，尤其投影仪。
[0003]原则上，光积分器可以被区分成在杆状实心体(该杆状实心体要么被折光性较高的材料包裹、要么设有反光层)内引导光的光积分器(杆积分器或光纤积分器)以及由管状的、通常在内部反光的空心体构成的光积分器(空心积分器)。
[0004]杆积分器或光纤积分器主要是针对圆形的射束截面被使用并且与空心积分器相比缺点如下：由于没有完全避免被传输辐射的材料吸收而导致光损耗较高。
[0005]在这两种所述类型的光积分器中，被引入光积分器的光入射面的光束的辐射以在射束截面上任意的能量分布(例如高斯能量分布)而被光积分器内的多次反射均匀化。光束经过具有特定截面几何形状(如圆形或矩形)的光出射面、以在辐射截面上至少近乎均匀的能量分布(所谓的顶头分布)离开光积分器。被引入的光束的孔径等于出射的光束的孔径。
[0006]空心积分器主要针对多边形的射束截面、例如矩形或正方形的截面被使用并且与杆积分器或光纤积分器相比缺点如下：空心积分器无法由块件构成。只有当整体式地制造为此所需的空心体时，才可能不向内表面上施加足够均匀的内部反光，因此空心积分器原则上由至少两个构件组合而成。

技术介绍

[0007]根据所属类型，从对US 2005/0213333 A1的现有技术的描述已知这样的空心积分器。
[0008]在US 2005/0213333 A1中是从这样的现有技术出发，即：该现有技术由光积分器构成，该光积分器由组合而成的、平坦的四个玻璃板形成，这些玻璃板共同围成正方形的空腔。玻璃板各自具有反光的内侧面、外侧面、两个纵向侧面以及两个端面。玻璃板相对于彼此被布置成使得对置的玻璃板构成内部的或外部的玻璃板对。在此，内部的玻璃板对的纵向侧面贴靠外部的玻璃板对的内侧面，其方式为使得内部的玻璃板对的纵向侧面伸出超过外部的玻璃板对的纵向侧面。为了形成具有与正方形截面相异的矩形截面的空心体，玻璃板成对地具有不同的宽度。
[0009]玻璃板彼此间的连接是通过粘合剂条建立的，粘合剂条被引入到由彼此相继而置的纵向侧面所构成的开槽中。
[0010]US 2005/0213333 A1的申请人的观点是：这样的光积分器由于玻璃板相对于彼此的实施和布置及其排他的材料配合连接而是不利的。这样的光积分器可能不吸收力并且可能容易变形。
[0011]为了消除这些缺点，根据US 2005/0213333 A1的主题，玻璃板被设计为彼此成对的构件，其方式为：在玻璃板的纵向侧面中形成有彼此相对应的凹陷部和突起部，藉由这些凹陷部和突起部，除了材料配合之外玻璃板还借助于粘合条通过形状配合而彼此相连接。
[0012]这样的空心积分器可靠地具有较高的稳定性，然而其制造已经仅因此而较昂贵，这是因为需要几何形状不同的玻璃板而不是仅相同的玻璃板。
[0013]从现有技术已知的具有矩形截面的两种空心积分器是(对其制造不利)由不同的玻璃板组合而成的。此外，空心积分器通过玻璃板的尺寸设定而被设计成仅用于光出射面的具体截面大小。
[0014]从DE 103 36 694A1已知光积分器(在此是光混合杆)，该光积分器是由设计相同的反光镜元件组合而成的并且被设计成仅用于具体的截面大小。
[0015]US 5,224,200公开了一种具有光积分器(在此被称为均匀器)的光学系统，该光积分器是由相同的、矩形的四个玻璃杆组合而成的。所构成的、矩形的空腔的截面应通过以下方式被改变，即：将玻璃杆布置成相对于彼此可移位的。光积分器在此不构成刚性组件，在该刚性组件中，玻璃杆永久地、牢固地彼此相连接。
[0016]US 2006/0227676 A1示出一种光积分器，在此被展示为用于使射束的能量分布均匀化的光学元件，该光积分器是由矩形的四个反射器组合而成的，其中这些反射器(通过将其布置成彼此不同地移位)可以彼此围成大小不同的空腔。不存在任何指示，即：反射器是以何种方式彼此相连接，以确保反射器确切地彼此围成直角。
[0017]US 3,536,536公开了一种光积分器，该光积分器在此被称为光学通道。该光积分器由相同的四个玻璃板构成，这些玻璃板彼此通过粘合连接牢固地彼此相连接。为此，在玻璃板的纵向侧面中引入被填充以粘合剂的凹陷部。相邻的玻璃板的内侧面贴靠纵向侧面并且因此贴靠粘合剂。在装配时，可能不受控地分配可能过量的粘合剂并且粘合剂可能侵入由玻璃板构成的空腔中。
[0018]不存在任何指示，即：用于形成光积分器的这四个玻璃板不是彼此齐平地结束而是以其他方式彼此相连接，由此仅可实现空腔的一种截面大小。
[0019]从DE 102010026252 A1已知一种光积分器，该光积分器由相同的、正方形的四个玻璃板构成。这些玻璃板各自具有内侧面和外侧面(具有长度和宽度)以及第一纵向侧面和第二纵向侧面和两个端面(具有高度h)。内侧面各自被划分成反光的光学有效面以及与光学有效面相邻接的粘合面(粘合面围成沿纵向方向延伸的凹槽)。
[0020]在所有这些解决方案中不利的或有问题的是使用粘合剂，粘合剂伴随污染、在制造时需要排气并且此外会经历老化过程。此外，在制造之后才对内部结构进行涂层。
[0021]专利技术目的
[0022]本专利技术的基本目的在于，提供一种稳定的、易于制造的、具有内部结构或内部涂层的光学部件，该内部结构或内部涂层用于形成克服了前述缺点且尤其在没有粘合剂的情况下实现的射束截面。此外，应避免在进行后续涂层时部分较差的层品质。
[0023]目的解决
[0024]该目的通过根据权利要求1所述的装置、根据权利要求12所述的方法、以及根据权利要求15所述的用途来实现。
[0025]专利技术优点
[0026]本专利技术提出一种稳定的、易于制造的、具有内部结构或内部涂层的光学部件。
[0027]技术方案
[0028]本专利技术描述了一种光学部件。光学部件包括N个零件，这些零件在至少N
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1个平坦的接合面处彼此研合。例如，光学部件可以包括四个零件，这些零件可以有利地在三个或四个接合面处彼此研合。如果这四个零件在三个接合面处彼此研合，那么第四接合面在没有研合的情况下贴靠第一连接面。于是可以补偿一定的误差。如果这四个零件在四个接合面处彼此研合，那么就实现了更稳定地连接这些零件。然而于是可能需要零件的精确性更高。平坦的接合面可以是各自路径关联的()、有利地简单关联的，即还是零伦的。
[0029]黏合和研合可以被理解为通过分子或原子的吸引力而使零件黏性连接。有时这种连接方法还被称为推合。在此，这可以实现冷焊。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学部件(1)，所述光学部件包括N个零件(11，12，13，14)，所述零件在至少N
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1个平坦的接合面(21，22，23，24)处彼此研合，其中在所述光学部件(1)的截面上存在空腔(2)，所述空腔布置在所述光学部件(1)的内部并且由所述N个零件(11，12，13，14)围成，其中第一零件ET1(11)具有其上施加有第一涂层(51)的第一涂层面(41)并且所述第一涂层面(41)具有至少一个平坦的第一子区域(61)，并且第一零件(11)具有由所述N
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1个接合面(21，22，23，24)构成的至少一个第一接合面FF1(21)，并且所述第一涂层(51)在所述平坦的第一子区域(61)上相对于所述第一接合面FF1(21)缩回偏移了平行偏移量Δt，并且所述平行偏移量Δt小于200nm，并且所述第一涂层(51)布置在所述光学部件(1)的内部。2.根据权利要求1所述的光学部件(1)，其特征在于，同一光学部件(1)是针对至少一个设计波长和/或设计波长范围设置的，并且所述平行偏移量Δt小于所述设计波长和/或小于所述设计波长范围的最小值。3.根据前述权利要求之一所述的光学部件(1)，其特征在于，所述N个零件(11，12，13，14)全部在至少N个平坦的接合面(21，22，23，24)处彼此研合。4.根据前述权利要求之一所述的光学部件(1)，其特征在于，所述第一涂层距对置的第二零件的表面的距离小于所述设计波长的一半；和/或存在恰好两个零件，以及要么存在恰好一个接合面、要么所有接合面均布置在共用的平面上。5.根据前述权利要求之一所述的光学部件(1)，其特征在于，在第一零件上存在与所述第一涂层面相邻接的另外的涂层面，所述另外的涂层面在所述第一涂层面的平面之外延伸。6.根据前述权利要求之一所述的光学部件(1)，其特征在于，存在至少三个零件，并且在由所述N个零件(11，12，13，14)构成的第二零件上存在与所述第一涂层相邻接的第二涂层且在由所述N个零件(11，12，13，14)构成的第三零件上存在与所述第二涂层相邻接的第三涂层；和/或除了可能存在空隙宽度小于所述设计波长和/或小于所述设计波长范围的最小值的空隙之外，所述空腔完全被涂层界定。7.根据前述权利要求之一所述的光学部件(1)，其特征在于，所述第一涂层被形成为以下涂层中的至少一个涂层：
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部分或完全反射性涂层，
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防反射涂层，
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二色性涂层，
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与偏振相关的反射性涂层，
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吸收性涂层；和/或所述第一涂层包括至少一个金属层、和/或至少一个无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂娜，
申请(专利权)人：业纳光学系统有限公司，
类型：发明
国别省市：