不同示例涉及通過對母版全息光學元件(hoe)進行復制來生產(chǎn)hoe的技術(shù)。具體地，幾個示例涉及用于在復制期間可變地適配對母版hoe的照射的技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、hoe在各種應(yīng)用領(lǐng)域中都有使用。例如，hoe可以用于實現(xiàn)透明屏幕。應(yīng)用領(lǐng)域包括例如在汽車中的抬頭顯示器中的用途或在鏡子中集成全息光學元件。hoe用于生成全息圖。

2、一種用于生產(chǎn)hoe的技術(shù)基于母版hoe的使用，在hoe的曝光過程中使用母版hoe以形成hoe。母版hoe的示例是無反射光束體積hoe。

3、在復制母版hoe期間，母版hoe的載體層(例如光聚合物，其布置在襯底上)沿著要復制的hoe(以下簡稱為“復制的hoe”)的載體層布置。然后可以通過曝光將母版hoe的衍射結(jié)構(gòu)復制在復制的hoe中。

4、使用母版hoe的復制來制造hoe的這種生產(chǎn)方法可以例如使用卷對卷工藝，其中母版hoe和hoe布置在相應(yīng)卷筒上，這些卷筒彼此同步地旋轉(zhuǎn)，使得母版hoe的部分區(qū)域在每種情況下沿著復制的hoe的對應(yīng)部分區(qū)域延伸。另一種技術(shù)是平板工藝，其中母版hoe和復制的hoe固定在相應(yīng)的平面載體或平坦載體上，使得相應(yīng)載體層的整個表面沿著彼此延伸。

5、在這種生產(chǎn)工藝中，復制的hoe的衍射效率可能與特定的目標規(guī)格有偏差。這可能降低由復制的hoe生成的全息圖的品質(zhì)。另外，在這種生產(chǎn)方法中，常規(guī)地不可以在復制的hoe與母版hoe之間有偏差，例如以便允許不同的顏色分布。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，需要改進的hoe生產(chǎn)工藝。特別地，需要能夠?qū)崿F(xiàn)復制的hoe的高品質(zhì)的改進生產(chǎn)工藝。

2、這個目的通過專利獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。專利從屬權(quán)利要求的特征定義了實施例。

3、描述了一種用于曝光設(shè)備的控制設(shè)備。曝光設(shè)備用于生產(chǎn)hoe。hoe是通過在由曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過程的框架內(nèi)復制母版hoe而生產(chǎn)的。在曝光過程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置。

4、控制設(shè)備包括至少一個處理器和存儲器。至少一個處理器被配置為從存儲器加載程序代碼并且執(zhí)行程序代碼。

5、至少一個處理器進一步被配置為基于程序代碼來控制曝光設(shè)備的至少一個光源，使得光源沿著到母版hoe的載體層的表面的光束路徑發(fā)射至少一個波長的光。

6、例如，至少一個光源可以發(fā)射可見光譜內(nèi)的光。也可以發(fā)射電磁光譜的紫外或紅外范圍內(nèi)的輻射。至少一個光源可以是相干激光源。例如，可以使用發(fā)射不同波長的光分量的多個光源。例如，光源可以具有3個通道，諸如紅-綠-藍(多通道光源)。

7、至少一個處理器進一步被配置為基于程序代碼來控制曝光設(shè)備的光束移動單元，使得所述光束移動單元在曝光過程中相對于母版hoe的載體層的表面移動光束路徑。

8、例如，入射角可以是傾斜的。例如，光點可以在載體層的表面上移動?？梢詧?zhí)行掃描移動。線掃描將是可想到的。可想到的是使用實施步進模式(即，保持在一個位置，然后移動到下一個穩(wěn)定位置)的振鏡掃描儀。光束移動單元可以在母版hoe的載體層的表面上掃描光的光束路徑。替代地或此外，可以想到的是，光束移動單元在曝光過程中相對于沿著光束路徑布置并且沿著曲線形路徑曲線與載體層的表面間隔開的母版hoe移動參考點。參考點可以被布置在例如掃描鏡或偏轉(zhuǎn)鏡中。具體地，由此可以改變光束路徑在曝光過程中在母版hoe的載體層的表面上的入射角。光束移動單元可以用于使光的光點在母版hoe上移動。這意味著母版hoe不是大面積地被照射，而是通過使光點移動而逐漸地被照射。這意味著hoe的曝光不是以“單發(fā)”方法而是逐漸完成的。

9、另外，至少一個處理器被配置為基于程序代碼來控制曝光設(shè)備的布置在光束路徑上的至少一個可調(diào)光學元件。因此，至少一個可調(diào)光學元件在曝光過程中隨時間改變光的強度和/或偏振。因此，至少一個可調(diào)光學元件可以是改變強度或偏振的濾波器。

10、母版hoe可以形成在作為載體層的一部分的光聚合物中。載體層也可以附加地包括載體材料。載體層可以是基于膜的?？梢允褂盟^的體積hoe。

11、hoe可以形成在作為對應(yīng)載體層的一部分的光聚合物中。載體層也可以附加地包括襯底。載體層可以是基于膜的?？梢允褂盟^的體積hoe。

12、可以通過復制的方式基于母版hoe中的衍射結(jié)構(gòu)在hoe中產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)。可以制作復制品，但不要求1:1的復制品。衍射結(jié)構(gòu)對應(yīng)于折射率的局部變化，例如由于在對應(yīng)層中聚合物的不同鏈長或不同程度的鏈形成而引起的折射率的局部變化。

13、照射母版hoe使得能夠曝光復制的hoe。使用特定劑量的光，這可以在復制的hoe產(chǎn)生衍射效率。衍射結(jié)構(gòu)從母版hoe拷貝到復制的hoe。母版hoe的復制效率描述了(i)復制的hoe中的衍射效率與(ii)用于暴光復制的hoe的光量(劑量)之間的比率。這意味著復制效率越小/越大，實現(xiàn)特定衍射效率所需的光劑量越大/越低。

14、復制的hoe的衍射效率＝復制效率·光量

15、(1)

16、在以上等式中，應(yīng)當考慮的是，復制的hoe的衍射效率與所需光量之間的比例限于線性范圍(所謂的復制的hoe的材料的材料特性的線性范圍，該線性范圍將光量與衍射效率聯(lián)系起來)。復制的hoe的最大可獲得的衍射效率通常在95％至98％的范圍內(nèi)，并且例如受hoe區(qū)域的厚度限制(在其中折射率被調(diào)制)。當達到此最大衍射效率時，附加的曝光不會進一步提高衍射效率。如已知的，這由kogelnik理論描述。

17、復制效率可以具有多個影響變量。表中總結(jié)了一些示例。1.

18、

19、

20、

21、表1：復制效率的各種影響變量。下面更詳細地解釋衍射效率。微觀上，衍射效率可以通過折射率變化的幅度來解釋，該幅度可以取決于例如聚合物的鏈形成的程度。宏觀上，衍射效率可以由衍射光相對于總?cè)肷?相干)光的部分限定：

22、

23、聚合物成鏈越多，折射率調(diào)節(jié)越高，并且衍射效率越高。

24、用于曝光復制的hoe的光的劑量受光點在載體層的表面上的相應(yīng)位置處的停留時間以及光的強度的影響。

25、通過提供至少一個可調(diào)光學元件，可以在曝光過程中靈活地改變光的強度和/或偏振，即根據(jù)光點在母版hoe的載體材料的表面上的位置進行改變。例如，可以補償產(chǎn)生局部可變復制效率的制造波動(參見表1：示例ii)。替代地或此外，可以補償由于入射角不同以及因此光的偏振平面相對于母版hoe的載體層的表面之間的角度不同引起的復制劑量的變化(參見表1：示例iii)。替代地或此外，可想到選擇性地使用不同的強度以便獲得hoe的不同衍射效率，特別是與母版hoe的衍射效率有偏差?？傮w上，這種效應(yīng)可以用于確保hoe生成的全息圖具有特別高的品質(zhì)，即具有與目標規(guī)格相對應(yīng)的特定衍射效率。具體地，可以確保不同波長分量的衍射效率相對于彼此具有期望的比率?？梢詼p少來自復制的負面影響。

26、一般而言，強度可以在絕對值方面改變。這意味著，例如，強度可以從一個參考水平增大或減小到特定絕對水平。這可以針對與光的不同波長相對應(yīng)的多個分量單獨地完成。然而，還可想到的是，對于光的所有分量，強度都相等地改變。作為另外一般規(guī)則，可想到的是，調(diào)整光的不同波長分量相對于彼此的強度。例如，如果紅-綠-藍(rgb)分量的強度是1:1:1作為參考，則可以調(diào)整到例如0.8:1.2:1。

27、例如，可想到的是，至少一個處理器還基于程序代碼被配置成加載控制數(shù)據(jù)。例如，控制數(shù)據(jù)可以示出偏振和/或強度隨時間變化的變化?？刂茢?shù)據(jù)可以指示光束路徑相對于載體層的表面的移動與光的強度和/或偏振的變化之間的關(guān)聯(lián)。然后基于控制數(shù)據(jù)以同步方式實現(xiàn)對光束移動單元的控制和對至少一個可調(diào)光學元件的控制。

28、因此，這意味著，取決于對應(yīng)光點在母版hoe的載體層的表面上的位置和/或取決于光束路徑在母版hoe的載體層的表面上的入射角，可以設(shè)置光的不同強度和/或不同偏振。這樣產(chǎn)生強度和/或偏振隨時間的變化，因為光點隨時間相應(yīng)地移動，這意味著光束路徑在載體層的表面上的位置和/或入射角根據(jù)時間變化。

29、這種同步可以針對載體層的表面上的不同位置以有針對性的方式使用，以補償母版hoe或載體層的不希望的特性。還可以選擇母版hoe與hoe之間的局部偏差。

30、例如，如果光束移動單元實現(xiàn)步進模式，即保持在每個位置處，然后在這些位置之間逐步移動(不同于連續(xù)移動，諸如在諧振操作的掃描鏡中發(fā)生的連續(xù)移動)，則可以控制至少一個可調(diào)光學元件結(jié)合逐步模式改變強度和/或偏振。例如，如果移動振鏡掃描儀，則強度和/或偏振可以同時改變。

31、例如，可想到的是，至少一個可調(diào)光學元件和光束移動單元被控制以使得母版hoe的結(jié)構(gòu)特性的變化對衍射效率的影響(以及因此對復制效率的影響，參見表1：示例ii)通過在曝光過程中光強度的變化而減小。這意味著，例如，母版hoe的載體層的表面上的兩點之間特定值的衍射效率變化沒有被復制或僅在較小程度上復制到復制的hoe中：如果母版hoe中a點與b點之間的衍射效率變化10％，則hoe的衍射效率在對應(yīng)的a點與b點之間僅變化5％。

32、例如，由于可變的結(jié)構(gòu)特性(例如，由制造波動或老化或劃痕引起)，母版hoe的載體層的表面上的不同位置的衍射效率可能變化。這實際上意味著：如果母版hoe的載體層的表面上的所有位置都用相同的光劑量照射，也就是說，例如，如果相同強度的光用于在母版hoe的載體層的表面上的所有不同位置處的曝光(而光點保持在表面上的不同位置相等時間段)，則母版hoe的這些不同衍射效率也將引起hoe中對應(yīng)不同的衍射效率(因為復制效率對應(yīng)地變化，參見表1：示例0)。例如，由復制的hoe生成的全息圖將具有不同的亮度或模糊度或顏色不均勻性，諸如顏色條紋?？梢酝ㄟ^在曝光過程中對應(yīng)地適配光的強度來避免這種不期望的效應(yīng)，以便減小或補償衍射效率的變化。因此，可以控制至少一個可調(diào)光學元件和光束移動單元以使得通過在曝光過程中光強度的變化來減小母版hoe的結(jié)構(gòu)特性的變化對衍射效率的影響。這使得能夠補償母版hoe的缺陷。母版hoe可以使用更長時間。

33、影響復制效率的另一個因素是光的偏振平面(對于線偏振光)相對于母版hoe的載體材料的表面的取向，參見表1：示例iii。例如，可以存在s偏振、p偏振或以上的混合。當光在母版hoe上的入射角改變時，偏振平面的取向改變。如果光點在曝光過程中在母版hoe的載體層的表面上移動，則入射角可以進而改變。這對復制效率有影響?？梢钥刂浦辽僖粋€可調(diào)光學元件和光束移動單元以使得偏振相對于母版hoe的載體層的表面的取向穩(wěn)定。這意味著，可以實現(xiàn)控制以使得減小在曝光過程中光束路徑的移動對光相對于母版hoe的載體層的表面的偏振取向的變化的影響。簡言之，這因此減小可變?nèi)肷浣?由于光束路徑的移動)對復制效率的影響。這使得光束路徑能夠通過光束移動單元進行更靈活的移動。例如，這使得能夠復制曲線形母版hoe。

34、這種和另外的效果還通過另外的方法和設(shè)備來實現(xiàn)。

35、披露了一種用于對通過在曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過程的框架內(nèi)復制母版hoe來生產(chǎn)hoe的生產(chǎn)方法進行配置的方法。在曝光過程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置。該方法包括生成曝光設(shè)備的至少一個可調(diào)光學元件的控制數(shù)據(jù)，其中，該光學元件被布置在用于進行復制的光的光束路徑上。借助于控制數(shù)據(jù)，可以控制至少一個可調(diào)光學元件，使得至少一個可調(diào)光學元件在曝光過程中隨時間改變光的強度和偏振中的至少一個。

36、一種設(shè)備包括至少一個處理器和存儲器。該至少一個處理器被配置為從存儲器加載并執(zhí)行程序代碼。該至少一個處理器還被配置為基于程序代碼執(zhí)行用于配置該生產(chǎn)工藝的方法。

37、披露了一種用于對通過復制母版hoe來生產(chǎn)hoe的曝光設(shè)備進行控制的方法。復制在由曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過程的框架內(nèi)執(zhí)行。在曝光過程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置。該方法包括控制曝光設(shè)備的至少一個光源以使得在曝光過程中，至少一個光源沿著朝向母版hoe的載體層的表面的光束路徑發(fā)射具有至少一個波長的光。此外，該方法包括控制曝光設(shè)備的光束移動單元，使得光束移動單元在曝光過程中相對于母版hoe的載體層的表面移動光束路徑。此外，該方法包括控制曝光設(shè)備的至少一個可調(diào)光學元件，其中可調(diào)光學元件被布置在光束路徑上，使得至少一個可調(diào)光學元件在曝光過程中隨時間改變光的強度和偏振中的至少一個。

38、披露了一種用于曝光設(shè)備的控制設(shè)備，該曝光設(shè)備用于通過在曝光設(shè)備執(zhí)行的曝光過程的框架內(nèi)復制母版hoe來生產(chǎn)全息光學元件hoe。曝光過程使用在曝光過程中沿著到母版hoe的載體層的表面的光束路徑從曝光設(shè)備的至少一個光源發(fā)射的光。在曝光過程中，母版hoe的載體層沿著hoe的載體層布置?？刂圃O(shè)備包括至少一個處理器和存儲器，其中，該至少一個處理器被配置為從存儲器加載程序代碼并且執(zhí)行程序代碼。至少一個處理器被配置為基于程序代碼來控制曝光設(shè)備的光束移動單元，使得光束移動單元在曝光過程中相對于母版hoe的載體層的表面移動光束路徑。至少一個處理器進一步被配置為控制曝光設(shè)備的布置在光束路徑上的可調(diào)光學元件、至少一個光源以及光束移動單元中的至少一個，使得在曝光過程中，光的劑量和偏振中的至少一個隨時間改變。

39、還披露了一種對應(yīng)的方法。

40、例如，可以改變通過激光二極管的二極管電流以便改變光的強度。

41、例如，可以改變掃描速度，使得光點在表面上的停留時間改變(例如，光強度相同)，使得劑量以這種方式增大或減下。

42、在不脫離本發(fā)明的保護范圍的情況下，上面闡述的特征和下面描述的特征不僅可以在明確闡述的對應(yīng)組合中使用，而且可以在進一步的組合中使用、或單獨使用。