專利名稱：改變光譜范圍電磁輻射場、尤其是激光輻射場的裝置和方法
改變光譜范圍電磁輻射場、 尤其是激光輻射場的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改變光謙范圍電磁輻射場、尤其是激光輻射場的裝置 和方法。本發(fā)明還涉及制造這種裝置的方法。
在當(dāng)前情況下光譜范圍電磁輻射場應(yīng)解釋為電磁輻射可在光學(xué) 功能界面上被折射。它除了涉及可見光范圍外還涉及近、中和遠紅外 范圍以及紫外線范圍，直至真空-紫外線范圍。
當(dāng)光譜范圍電磁輻射場、尤其是激光輻射場應(yīng)被成像或聚焦到一 個工作面中的時候，大都應(yīng)用諸如透鏡等折射件。在工作面內(nèi)激光輻 射場的強度分布在此受到所用透鏡的形狀和特性的影響。例如在應(yīng)用 一個球面透鏡將激光輻射成像或聚焦到工作面中時，由于球面像差而 產(chǎn)生了成像誤差。另一方面，在球面透鏡的情況下，表面能夠被比較 好地拋光，使得球形表面的質(zhì)量也相對較好。然而如果利用非球面透 鏡來消除上述成像誤差，則由于非球面透鏡的非均勻表面而在工作面 內(nèi)激光輻射的強度分布中形成不希望的非均勻性。


圖1示出一個校正件1的例子，它例如附帶地可以應(yīng)用于一個球 面透鏡，以校正球面透鏡產(chǎn)生的成像誤差。圖1所示校正件1由一個 折射率Il2的基片構(gòu)成，基片例如為玻璃時折射率約為1.5。與此相對， 周圍空氣具有折射率n產(chǎn)l。圖1所示校正件1具有光學(xué)功能分界面2， 它在圖1中呈現(xiàn)兩個凸起部和一個凹入部。根據(jù)是否只要校正成像誤 差或者是否也要按工作面形狀改變工作面內(nèi)激光輻射場的強度分布， 可以改變光學(xué)功能分界面的設(shè)計。
在校正件1的光學(xué)功能分界面2上的結(jié)構(gòu)的深度L例如可以是 600nm?；谶@種深度的結(jié)構(gòu)和折射率差A(yù)n-0.5，典型的球面透鏡成 像誤差可以被校正。然而為了實現(xiàn)高功率激光應(yīng)用或者在芯片制造或
類似應(yīng)用中所需的工作面內(nèi)強度分布的均勻性，光學(xué)功能分界面2的 表面粗糙度必須在最大20nm至30nm的范圍內(nèi)。這種高精度表面是 通常的非球面表面制造方法不能實現(xiàn)的，或者是只能用非常昂貴的方 法才能達到，這些方法基于對單個原子的調(diào)動或操縱。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種如本說明書開始處所述的 裝置，它可廉價地制造，并可有助于產(chǎn)生均勻的和/或有意改變的工作 面內(nèi)輻射場強度分布和/或有意改變輻射場的波并或相前。此外還給出 了一種方法，用此方法可以制造這種裝置，其中特別是有意地實現(xiàn)工 作面內(nèi)輻射場的強度分布和/或影響輻射場波前。
上述有關(guān)裝置的任務(wù)由權(quán)利要求1所述特征完成，有關(guān)方法的任 務(wù)由權(quán)利要求27所述特征完成。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的優(yōu)選改 進。
權(quán)利要求l所述裝置包括
-具有第一折射率和至少部分彎曲的第一光學(xué)功能分界面的第一 基片，其中要被改變的電磁輻射場可至少部分地穿過第一光學(xué)功能分
界面；
一具有笫二折射率和至少部分彎曲的第二光學(xué)功能分界面的第二
基片，其中要被改變的電磁輻射場在穿過第一光學(xué)功能分界面后可至 少部分地穿過第二光學(xué)功能分界面；
-其中笫一和第二基片的折射率之差小于第一和第二基片的各自 折射率與空氣的折射率之間的差；
一其中笫一和笫二光學(xué)功能分界面被設(shè)置在第一和第二基片的彼
此相對的側(cè)面上；
-其中第一和第二光學(xué)功能分界面的彎曲至少以分段方式相互對 應(yīng)；以及
-其中在第一光學(xué)功能分界面與第二光學(xué)功能分界面之間的中間 空間被如此設(shè)計，使得電磁輻射場在從第一基片到第二基片、穿過第 一和第二光學(xué)功能分界面以及位于它們之間的中間空間傳播時主要經(jīng)
歷一個基于一個或多個折射率差的折射，這些折射率差小于或等于笫 一和第二基片的折射率之差。
這種裝置可以用于校正電磁輻射場，或者用于當(dāng)要在工作面內(nèi)形 成所希望的強度特性時形成電磁輻射場。與例如圖l所示現(xiàn)有技術(shù)所 用校正件不同，本發(fā)明所述裝置不是具有一個光學(xué)功能分界面，而是 在兩個相互分開的基片中具有兩個相互鄰近的光學(xué)功能分界面。然而
這兩個基片不具有像空氣和玻璃之間約0.5這么大的折射率差。為了
似強大校正，相應(yīng)地在光學(xué)功能分界面上的結(jié)構(gòu)必須具有較大的深度。 另一方面，在一個小5倍的折射率例子中表面粗糙度對工作面內(nèi)強度 分布的影響同樣也小5倍，因而在與上述現(xiàn)有技術(shù)同樣的高要求時， 表面精度不再要求達到最大20nm至30nm，而僅需表面精度在100nm 至150nm范圍內(nèi)。這可以用明顯更為有利的制造方法達到。按照本發(fā) 明，只要保證根據(jù)權(quán)利要求1的最后一組特征，即電磁輻射場在從第 一基片到第二基片、穿過第一和第二光學(xué)功能分界面以及位于它們之 間的中間空間傳播時主要經(jīng)歷一個基于一個或多個相對小的折射率差 的折射。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的改進，這可通過選擇一個非常小的第一 與笫二光學(xué)功能分界面之間的間距來實現(xiàn)。例如根據(jù)權(quán)利要求2，第 一基片和第二基片被如此設(shè)置，使得第一和第二光學(xué)功能分界面之間 的間距至少以分段方式小于電磁輻射場的平均波長。特別是根據(jù)權(quán)利 要求3，第一基片和第二基片可被如此設(shè)置，使得第一和第二光學(xué)功 能分界面之間的間距至少以分段方式小于100nm。最好可以根據(jù)權(quán)利 要求4如此設(shè)置第一基片和第二基片，使得第一和第二光學(xué)功能分界 面之間的間距至少以分段方式小于50nm，尤其是根據(jù)權(quán)利要求5，此 間距約在10nm與20nm之間.
通過光學(xué)功能分界面之間的這種小的間距實現(xiàn)了穿過笫 一基片傳 播的電磁波如此在第一光學(xué)功能分界面的范圍內(nèi)極化或影響第一基片 的原子、離子或分子，使得通過對第一光學(xué)功能分界面附近的物質(zhì)的
極化或影響，同時也極化或影響第二光學(xué)功能分界面的范圍內(nèi)的第二 基片的原子、離子或分子，從而使電磁波可以從這個第二光學(xué)功能分 界面?zhèn)鞑サ降诙?。從而使電磁波相對直接地從第一基片進入第 二基片，并且大體上經(jīng)歷一個基于第一與第二基片之間的折射率差的 折射。第一基片的折射率與在位于第一和第二基片之間的中間空間中 的空氣的折射率之差大于這兩個基片的折射率之差。然而在這兩個光 學(xué)功能分界面的間距足夠小時，電磁波從第 一基片到第二基片的傳輸 不會受到或主要不受中間空間折射率的影響，而基本上只受到第 一基 片和第二基片的折射率之差的影響。如果分界面間的間距小于波長， 尤其是如果此間距相對于波長很小時，此間距是足夠小的。例如中間
空間中介質(zhì)的折射率在此間距小于電磁輻射波長的1/10時，對從第一 到第二基片的電磁波傳輸只有很小的影響。對于波長在250nm范圍的 紫外線激光，要求間距小于25nm。
權(quán)利要求6建議了本發(fā)明的一個附加或替代實施方式，即在第一 光學(xué)功能分界面與第二光學(xué)功能分界面之間的中間空間中至少以分段 方式設(shè)置一種物質(zhì)，它具有大于1的折射率。也可根據(jù)權(quán)利要求7， 在第 一光學(xué)功能分界面與第二光學(xué)功能分界面之間的中間空間中至少 以分段方式設(shè)置一種物質(zhì)，它具有與第一和第二基片各自的折射率的 差小于0.1的折射率。尤其可以是在第一光學(xué)功能分界面與第二光學(xué) 功能分界面之間的中間空間中至少以分段方式設(shè)置一種物質(zhì)，它具有 小于第一和第二基片的兩個折射率中較大者且大于第一和第二基片的 兩個折射率中較小者的折射率.按照一種特殊的設(shè)計，也可以在第一 光學(xué)功能分界面與笫二光學(xué)功能分界面之間的中間空間中至少以分段 方式設(shè)置一種浸漬油。在這兩個光學(xué)功能分界面之間浸漬材料的存在 同樣可以避免電磁輻射場在從第 一基片傳輸?shù)降诙瑫r由于比第一 和第二基片的折射率之差更大的折射率差別而產(chǎn)生的折射.這樣例如 可以在光學(xué)功能分界面之間的中間空間中放入浸漬油，它具有處于第 一和第二基片折射率之間的折射率.
根據(jù)權(quán)利要求10，第一光學(xué)功能分界面的彎曲對應(yīng)于第二光學(xué)功
能分界面的彎曲，使得這兩個分界面相對適配地相互把持。在這些彎 曲嚴格對應(yīng)的情況下，這兩個光學(xué)功能分界面可以非常近地相互鄰近。 根據(jù)本發(fā)明的一個具有優(yōu)點的實施方式，第一和第二基片的折射
率之差小于O.l，尤其是小于O.Ol，最好是約0.005。由于這種小的折 射率差別，可以明顯減小表面粗糙度對工作面內(nèi)強度分布質(zhì)量的影響。 例如對折射率之差在0.005范圍內(nèi)的情況相對于現(xiàn)有技術(shù)0.5的折射率 之差表面粗糙度的允差增大到IOO倍。例如，在相應(yīng)的對強度特性均 勻性要求下，表面粗糙度可允許在2pm至3nm之間的數(shù)量級。這種 表面可以非常簡單和廉價地制造。
根據(jù)權(quán)利要求16，第一光學(xué)功能分界面和/或第二光學(xué)功能分界面 至少以分段方式具有一個相對于要被改變的輻射場的中心傳播方向旋 轉(zhuǎn)對稱的彎曲。
作為替代或補充，可以根據(jù)權(quán)利要求17，使第一光學(xué)功能分界面 和/或第二光學(xué)功能分界面至少以分段方式具有一個節(jié)圓柱形彎曲。由 于這種至少以分段方式的節(jié)圓柱形彎曲，光學(xué)功能分界面的表面可以 在一定條件下簡單地被制造。
作為替代或補充，可以根據(jù)權(quán)利要求18,使第一光學(xué)功能分界面 和/或第二光學(xué)功能分界面至少以分段方式具有一個非球面彎曲，由于 此非球面彎曲的存在，例如可以校正由于借助于球面透鏡成像或聚焦 到一個工作面內(nèi)所產(chǎn)生的球面像差。
第一和第二光學(xué)功能分界面特別是可以相對隨意地設(shè)計，以獲得 所要的工作面內(nèi)強度分布.
根據(jù)權(quán)利要求19,第一基片和/或第二基片包括定位裝置，它們可 以使得第 一光學(xué)功能分界面相對適配地定位到第二光學(xué)功能分界面 上。根據(jù)權(quán)利要求20，所述定位裝置可以例如被構(gòu)造成溝槽和/或伸長 的凸起。借助于這種定位裝置，光學(xué)功能分界面可以嚴格相互定位， 以獲得光學(xué)功能分界面之間的盡可能小的間距和在橫向方向上盡可能 嚴格的相互定位，從而實現(xiàn)對所希望的電磁輻射波前的影響.
根據(jù)權(quán)利要求21存在以下可能第一基片和/或第二基片在背對
光學(xué)功能分界面的側(cè)面上至少以分段方式是平的?；倪@種平的表 面可以用具有很小的表面精度的簡單手段來制造，使得電磁輻射必須 穿過的這些分界面對于工作面內(nèi)所得到的強度分布沒有有害的影響。
根據(jù)權(quán)利要求22還存在以下可能所述裝置
-包括具有第三折射率和第三光學(xué)功能分界面的第三基片，這個光 學(xué)功能分界面至少部分是彎曲的，其中要被改變的電磁輻射場可至少 部分地穿過第三光學(xué)功能分界面；此外
-包括具有第四折射率和第四光學(xué)功能分界面的第四基片，這個光 學(xué)功能分界面至少部分是彎曲的，其中要被改變的電磁輻射場在穿過 第三光學(xué)功能界面后可至少部分地穿過第四光學(xué)功能分界面；
-其中第三和第四基片的折射率之差小于第三和笫四基片各自的
折射率與空氣的折射率之間的差；
-其中第三和第四光學(xué)功能分界面被設(shè)置在第三和第四基片彼此 相對的側(cè)面上；
-其中第三和第四光學(xué)功能分界面的彎曲至少以分段方式相互對
應(yīng)；
-其中在第三光學(xué)功能分界面與第四光學(xué)功能分界面之間的中間 空間如此被設(shè)計，使得電磁輻射場在從第三基片到第四基片、穿過第 三和第四光學(xué)功能界面以及位于它們之間的中間空間傳播時主要經(jīng)歷 一個基于一個或多個折射率差的折射，這些折射率差小于或等于第三 和第四基片的折射率之差。
借助于這種第三和第四彎曲的光學(xué)功能分界面可以進一步改變電 磁輻射的波前。例如存在以下可能笫一和笫二光學(xué)功能分界面具有 一個圓柱形結(jié)構(gòu)，其圓柱軸在垂直于電磁輻射傳播方向的第一方向上， 而第三和第四光學(xué)功能分界面具有一個圓柱形結(jié)構(gòu)，其圓柱軸在垂直 于電磁輻射傳播方向的第二方向上，所述第二方向也垂直于所述第一 方向.通過這種方式，第一和第二圃柱分界面結(jié)構(gòu)在相互交叉的圓柱 形透鏡的一個側(cè)面上，而第二和第三圓柱分界面結(jié)構(gòu)在相互交叉的圃 柱形透鏡的另一個側(cè)面上，這些分界面可以在兩個相互垂直的方向上
影響穿過它們的電磁輻射。
根據(jù)權(quán)利要求23，第三基片和/或第四基片包含定位裝置，這些定 位裝置可以使第三光學(xué)功能分界面相對適配地定位在第四光學(xué)功能分 界面上。此外也可設(shè)置定位裝置，它們使第一和第二基片可定位在第 三和第四基片上，從而整個裝置可通過定位裝置嚴密地組裝在一起。
根據(jù)權(quán)利要求24，存在以下可能所述裝置包括多于4個的基片， 它們具有多于4個的光學(xué)功能分界面，它們像第一和第二或第三和第 四光學(xué)功能分界面那樣相互鄰近排列。也存在以下可能 一整列基片 相繼排列，使得整列光學(xué)功能分界面分別成對地起作用，并用來改變 電磁輻射場的強度分布或改變電磁輻射的波前。
根據(jù)權(quán)利要求25，還存在以下可能除包括至少兩個基片以外， 所述裝置還包括至少 一個透鏡裝置，它可以至少部分地將電磁輻射場 聚焦到工作面中。
根據(jù)權(quán)利要求26,至少一個透鏡裝置至少以分段方式具有一個球 面的彎曲。在這種情況下，具有光學(xué)功能分界面的基片主要作為對例 如具有球面表面的透鏡裝置的校正件來工作，其中所述透鏡裝置主要 用來將電磁輻射成像或聚焦到工作面內(nèi)。
權(quán)利要求27所述本發(fā)明的方法包括以下步驟
-確定電磁輻射在工作面內(nèi)的強度分布；
-將所確定的強度分布與所需要的強度分布進行比較；
-由所確定的強度分布與所需要的強度分布之間的差來確定笫一 和第二光學(xué)功能分界面的形狀，使得在將具有所求得的形狀的第一和 笫二光學(xué)功能分界面插入到電磁場的傳播路徑中時可以在工作面內(nèi)實 現(xiàn)所需要的強度分布；
-以所求得的形狀制造第一和第二光學(xué)功能分界面。
通過這種方法最終可制造出一個裝置，用此裝置可實現(xiàn)一個基本 上任意設(shè)計的工作面內(nèi)強度分布.例如這種強度分布可以是一個矩形 的所謂"頂帽(Top-Hat)"分布。也可以形成其它的強度分布，例如 三角形強度分布或類似的分布。根據(jù)本發(fā)明的方法，可以選擇一個任
意的要形成的強度分布，并且將其與沒有插入第一和第二光學(xué)功能分 界面時在工作面內(nèi)形成的強度分布進行比較。基于所需要的和所確定
的強度分布之間的差可以求出第一和第二光學(xué)功能分界面的形狀，使 得在設(shè)置第一和第二光學(xué)功能分界面之后可以在工作面內(nèi)實現(xiàn)所需要 的強度分布。
根據(jù)權(quán)利要求28，第一和第二光學(xué)功能分界面形狀的計算在預(yù)先 給定的第一和第二基片折射率下進行?；恼凵渎士砂凑諏姸忍?性質(zhì)量的要求而選擇，其中對工作面內(nèi)強度分布質(zhì)量的要求越高，通 常折射率之差越小。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點借助于附圖所示優(yōu)選實施例的說明而變 得清楚。附圖中
圖l是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個光學(xué)校正件的草圖2是本發(fā)明所述裝置的簡要側(cè)視圖3是圖2中箭頭III所指部分的詳細視圖。
圖2所示根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例包括具有第 一折射率n2的第 一基片3和具有第二折射率ii3的第二基片4。笫一基片3在其位于圖 2中下方的一側(cè)具有第一光學(xué)功能分界面5。第二基片4在其位于圖2 中上方的一側(cè)具有第二光學(xué)功能分界面6。基片3， 4在它們背對光學(xué) 功能分界面5, 6的側(cè)面上具有平的分界面7， 8。第一基片3和第二 基片4例如被空氣包圍，空氣可具有n產(chǎn)l的折射率.
第一光學(xué)功能分界面5和第二光學(xué)功能分界面6具有彎曲的結(jié)構(gòu)， 其深度T2可以相對較大，例如可以大于10nm，尤其是可以從約50 至60jam。
由圖3清楚可見，第一光學(xué)功能分界面5和第二光學(xué)功能分界面 6具有基本相同的彎曲或相同的形狀，從而使它們至少以分段方式相 互平行。光學(xué)功能分界面5， 6相互間的間距d (參見圖3)可相對較 小，特別是約為10nm至20nm。
存在以下可能在第一光學(xué)功能分界面5與第二光學(xué)功能分界面 6之間的中間空間9中存在具有折射率ni=i的空氣。然而，作為替代， 也可以在中間空間9中存在一種折射率大于1的物質(zhì)。特別是其中可
以是一種浸漬材料，最好是浸漬油，其折射率在112至113的數(shù)值范圍內(nèi)。
特別是存在以下可能第一基片3的折射率ih約為1.500，而第 二基片4的折射率113約為1.505,使得基片3， 4的折射率之差A(yù)n約 為0.005。在這種情況下，例如浸漬油的折射率可取1.503。
存在以下可能第一和第二光學(xué)功能分界面的表面彎曲被設(shè)計成 圓柱形，使得它們無變化地延伸到圖2的圖示平面中。在這種情況下 特別具有優(yōu)點的是，在存在第三和第四功能分界面的情況下，它們類 似于第一和第二光學(xué)功能分界面那樣被設(shè)置，然而其圃柱軸垂直于第 一和第二光學(xué)功能分界面的圓柱軸。以這種方式得到了相互交叉的圓 柱透鏡，它們可以在兩個相互垂直的方向上影響電磁輻射。
例如形式為激光射線的電磁輻射例如可在圖2中從上向下穿過圖 2所示基片3， 4。激光射線將進入圖2中上方的平的分界面7，并從 第一基片3穿過第一光學(xué)功能分界面5射出。此外，從第一光學(xué)功能 分界面5射出的激光射線接著進入笫二基片4的第二光學(xué)功能分界面 6，并穿過下方的平的分界面8離開第二基片4。
尤其是在光學(xué)功能分界面5， 6相互間的間距d非常小、例如為 10nm至20nm的情況下，激光射線在從第一基片3傳輸?shù)降诙? 中時不會受到或者基本不受處于中間空間9中的介質(zhì)的折射率的影 響，而幾乎僅受到第一基片3和第二基片4之間折射率之差的影響。 其原因在于，電磁波具有比間距d相對大的波長或尺度，從而使電磁 波幾乎無障礙地穿過中間空間9。激光射線的電磁場在第一光學(xué)功能 分界面5的區(qū)域內(nèi)的作用改變了第一基片3的例如電介質(zhì)，由于小的 間距d，上述變化的作用直接改變第二光學(xué)功能分界面6的區(qū)域中第 二基片4的例如電介質(zhì).在第二光學(xué)功能分界面6的區(qū)域中產(chǎn)生的例 如電介質(zhì)的變化在其一側(cè)影響電磁波在第二基片4內(nèi)圖3中向下的傳
播。
基于電磁波或要被改變的激光射線在光學(xué)功能分界面5,6區(qū)域內(nèi) 只經(jīng)歷非常小的折射率變化的事實，表面粗糙度對工作面內(nèi)所需要的 強度分布的影響相對較小。這意味著可以允許直至數(shù)微米的較大表面 粗糙度。這種粗糙表面可以很簡單且廉價地制造。為了使有意形成的 光學(xué)功能分界面5， 6的彎曲可對波前或工作面內(nèi)強度分布有相對較大 的影響，光學(xué)功能分界面5， 6的彎曲結(jié)構(gòu)深度T2選擇得足夠大，例 如如前所述的60nm范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于改變光譜范圍電磁輻射場、尤其是激光輻射場的裝置，其特征在于，所述裝置包括-具有第一折射率(n2)和至少部分彎曲的第一光學(xué)功能分界面(5)的第一基片(3)，其中要被改變的電磁輻射場可至少部分地穿過第一光學(xué)功能分界面(5)；-具有第二折射率(n3)和至少部分彎曲的第二光學(xué)功能分界面(6)的第二基片(4)，其中要被改變的電磁輻射場在穿過第一光學(xué)功能分界面(5)后可至少部分地穿過第二光學(xué)功能分界面(6)；-其中第一和第二基片(3，4)的折射率之差(Δn)小于第一和第二基片(3，4)的各自折射率(n2，n3)與空氣的折射率(n1)之間的差；-其中第一和第二光學(xué)功能分界面(5，6)被設(shè)置在第一和第二基片(3，4)的彼此相對的側(cè)面上；-其中第一和第二光學(xué)功能分界面(5，6)的彎曲至少以分段方式相互對應(yīng)；以及-其中在第一光學(xué)功能分界面(5)與第二光學(xué)功能分界面(6)之間的中間空間(9)被如此設(shè)計，使得電磁輻射場在從第一基片(3)到第二基片(4)、穿過第一和第二光學(xué)功能分界面(5，6)以及位于它們之間的中間空間(9)傳播時主要經(jīng)歷一個基于一個或多個折射率差的折射，這些折射率差小于或等于第一和第二基片(3，4)的折射率(n2，n3)之差(Δn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一基片(3)和第 二基片(4)如此被安排，使得第一和第二光學(xué)功能分界面(5, 6)之 間的間距(d)至少以分段方式小于電磁輻射場的平均波長。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，第一基片(3) 和第二基片(4)被如此設(shè)置，使得笫一和第二光學(xué)功能分界面(5, 6) 之間的間距(d)至少以分段方式小于100nm。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，第一基 片(3)和第二基片(4)被如此設(shè)置，使得第一和第二光學(xué)功能分界 面(5， 6)之間的間距(d)至少以分段方式小于50nm。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，笫一基 片(3)和第二基片U)被如此設(shè)置，使得第一和第二光學(xué)功能分界 面(5， 6)之間的間距(d)至少以分段方式在10nm與20nm之間。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于，在第一 光學(xué)功能分界面(5)與第二光學(xué)功能分界面(6)之間的中間空間(9) 中至少以分段方式設(shè)置一種物質(zhì)，它具有大于l的折射率。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，在第一 光學(xué)功能分界面(5 )與第二光學(xué)功能分界面(6 )之間的中間空間(9 ) 中至少以分段方式設(shè)置一種物質(zhì)，它具有與第一和第二基片(3， 4) 各自的折射率(n2， n3)的差小于0.1的折射率。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于，在第一 光學(xué)功能分界面(5)與第二光學(xué)功能分界面(6)之間的中間空間(9) 中至少以分段方式設(shè)置一種物質(zhì)，它具有小于第一和第二基片(3， 4) 的兩個折射率(n2， n3)中較大者且大于第一和第二基片(3， 4)的 兩個折射率(n2， ii3)中較小者的折射率。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于，在第一 光學(xué)功能分界面(5 )與笫二光學(xué)功能分界面(6 )之間的中間空間(9 ) 中至少以分段方式設(shè)置一種浸潰油。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項的裝置，其特征在于，第一光學(xué) 功能分界面(5)的彎曲對應(yīng)于第二光學(xué)功能分界面(6)的彎曲，使 得這兩個分界面(5， 6)相對適配地相互把持。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的裝置，其特征在于，第一 和第二基片(3, 4)的折射率(n2, n3)之差(An)小于0.1.
12. 如權(quán)利要求l至ll中任一項所述的裝置，其特征在于，第一 和第二基片(3， 4)的折射率(n2， n3)之差(An)小于0.01,
13. 如權(quán)利要求1至12中任一項所述的裝置，其特征在于，第一和第二基片(3， 4)的折射率(n2， n3)之差(An)約為0.005。
14. 如權(quán)利要求1至13中任一項所述的裝置，其特征在于，形成 第一光學(xué)功能分界面(5)和/或第二光學(xué)功能分界面(6)的彎曲的結(jié) 構(gòu)深度(T2)大于10nm。
15. 如權(quán)利要求1至14中任一項所述的裝置，其特征在于，形成 第一光學(xué)功能分界面(5)和/或第二光學(xué)功能分界面(6)的彎曲的結(jié) 構(gòu)深度(T2)大于50nm。
16. 如權(quán)利要求1至15中任一項所述的裝置，其特征在于，第一 光學(xué)功能分界面(5)和/或第二光學(xué)功能分界面(6)至少以分段方式 具有一個相對于要被改變的輻射場的中心傳播方向旋轉(zhuǎn)對稱的彎曲。
17. 如權(quán)利要求1至16中任一項所述的裝置，其特征在于，第一 光學(xué)功能分界面(5)和/或第二光學(xué)功能分界面(6)至少以分段方式 具有一個節(jié)圓柱形彎曲。
18. 如權(quán)利要求1至17中任一項所述的裝置，其特征在于，第一 光學(xué)功能分界面(5)和/或第二光學(xué)功能分界面(6)至少以分段方式具有一個非球面彎曲。
19. 如權(quán)利要求1至18中任一項所述的裝置，其特征在于，第一 基片(3)和/或第二基片(4)包括定位裝置，所述定位裝置可以使得 第一光學(xué)功能分界面(5)相對適配地定位到第二光學(xué)功能分界面(6) 上。
20. 如權(quán)利要求1至19中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 定位裝置被構(gòu)造成溝槽和/或伸長的凸起。
21. 如權(quán)利要求1至20中任一項所述的裝置，其特征在于，第一 基片(3)和/或第二基片(4)在背對光學(xué)功能分界面(5， 6)的側(cè)面 上至少以分段方式是平的。
22. 如權(quán)利要求1至21中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置-包括具有第三折射率和第三光學(xué)功能分界面的第三基片，這個光 學(xué)功能分界面至少部分是彎曲的，其中要被改變的電磁輻射場可至少 部分地穿過第三光學(xué)功能分界面；此外-包括具有第四折射率和第四光學(xué)功能分界面的第四基片，這個光 學(xué)功能分界面至少部分是彎曲的，其中要被改變的電磁輻射場在穿過 第三光學(xué)功能分界面后可至少部分地穿過第四光學(xué)功能分界面；-其中第三和第四基片的折射率之差小于第三和第四基片各自的 折射率與空氣的折射率(m)之間的差；-其中第三和第四光學(xué)功能分界面被設(shè)置在第三和第四基片彼此 相對的側(cè)面上；-其中第三和第四光學(xué)功能分界面的彎曲至少以分段方式相互對應(yīng)；-其中在第三光學(xué)功能分界面與第四光學(xué)功能分界面之間的中間 空間如此被設(shè)計，使得電磁輻射場在從第三基片到第四基片、穿過第 三和第四光學(xué)功能分界面以及位于它們之間的中間空間傳播時主要經(jīng) 歷一個基于一個或多個折射率差的折射，這些折射率差小于或等于第 三和第四基片的折射率之差。
23. 如權(quán)利要求1至22中任一項所述的裝置，其特征在于，笫三 基片和/或第四基片包括定位裝置，這些定位裝置可以使得第三光學(xué)功 能分界面相對適配地定位到第四光學(xué)功能分界面上。
24. 如權(quán)利要求1至23中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 裝置包括多于4個的基片(3， 4)，這些基片具有多于4個的光學(xué)功能 分界面(5， 6)，這些光學(xué)功能分界面像第一和第二或第三和第四光學(xué) 功能分界面那樣相互鄰近排列。
25. 如權(quán)利要求1至24中任一項所述的裝置，其特征在于，除包 括至少兩個基片(3， 4)以外，所述裝置還包括至少一個透鏡裝置， 所述透鏡裝置可以至少部分地將電磁輻射場聚焦到工作面中。
26. 如權(quán)利要求1至25中任一項所述的裝置，其特征在于，至少 一個透鏡裝置至少以分段方式具有一個球面彎曲。
27. 用于制造如權(quán)利要求1至26中任一項所述裝置的方法，其特 征在于以下方法步驟 -確定電磁輻射場在工作面內(nèi)的強度分布； -將所確定的強度分布與所需要的強度分布進行比較； -由所確定的強度分布與所需要的強度分布之間的差來確定第一 和第二光學(xué)功能分界面(5， 6)的形狀，使得在將具有所求得的形狀 的第一和第二光學(xué)功能分界面(5， 6)插入到電磁場傳播路徑中時可以在工作面內(nèi)實現(xiàn)所需要的強度分布；-以所求得的形狀制造第一和第二光學(xué)功能分界面(5， 6)。28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，第一和第二光學(xué)功能分界面(5， 6)形狀的計算在預(yù)先給定的第一和第二基片(3， 4)折射率( )下進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改變激光輻射場強度分布的裝置，它包括具有不同折射率(n₂，n₃)并具有兩個相對放置、相互對應(yīng)的光學(xué)功能分界面(5，6)的兩個基片(3，4)，所述分界面至少部分是彎曲的。要被改變的激光輻射場可先后穿過這些光學(xué)功能分界面(5，6)，其中第一和第二基片(3，4)的折射率(n₂，n₃)之差(Δn)小于0.1，并且第一光學(xué)功能分界面(5)與第二光學(xué)功能分界面(6)之間的空間(9)被如此設(shè)計，使得激光射線在從第一基片(3)到第二基片(4)傳播時主要只經(jīng)歷一個基于第一和第二基片(3，4)的折射率(n₂，n₃)之差(Δn)的折射。
文檔編號G02B3/00GK101107544SQ200480044779
公開日2008年1月16日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者德克·豪斯奇爾德, 阿萊克塞·米凱洛夫 申請人:翰茲-利索茲切科專利管理有限公司及兩合公司