Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
§ 4. Проецирование высокоразрешенного изображения
Если освещать голограмму пучком, сопряженным опорному пучку, который использовался для ее получения, то теоретически можно восстановить неискаженное изображение предмета. Разрешение в спроецированном действительном изображении должно быть ограничено только дифракцией на краях голограммы. Как показано в гл. 6, § 4, п. 3, и гл. 8, § 4, п. 2, разрешение возрастает с увеличением размеров голограммы. Поскольку голограмму можно сделать большой, то следует ожидать, что будет достигнуто разрешение вплоть до пространственных частот 1000 мм""1 на поле 5x5 см. Хотя увеличение в этом случае всегда равно единице, такое спроецированное в масштабе 1 : 1 изображение с высоким
§ 4. ПРОЕЦИРОВАНИЕ ВЫСОКОРАЗРЕШЕННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ 423
разрешением моя^ет найти важное применение при изготовлении интегральных схем фото литографским способом. Точное отображение фотолитографских масок на полупроводниковые платы достигается в настоящее время контактной печатью, в процессе которой маска скоро портится. Желательно было бы вместо этого создавать изображение маски на плате проекционным методом, но только очень хорошие и очень дорогие объективы способны спроецировать маску с нужным разрешением и полем зрения.
Голография, казалось бы, может многое предложить в этой области, но пока что затронутому вопросу посвящено сравнительно мало работ. Так, сообщалось о получении изображения линии толщиной 4 мкм на поле диаметром 2,5 см [13.17]. Однако при получении голограммы в предметном пучке находился рассеиватель, из-за чего изображение имело зернистую структуру. Многие трудности, препятствующие достижению оптимальных результатов при проецировании голографических изображений, связаны с несовершенством имеющихся регистрирующих материалов (см. гл. 10). Усадка эмульсии, поверхностные искажения, нелинейность и другие источники шумов, свойственные слою, особенно сильно проявляются при когерентном освещении и регистрации голограмм. В результате получается пятнистое изображение с низким контрастом и размытыми краями — качества, неприемлемые при изготовлении полупроводниковых схем. Создание новых, более совершенных материалов, по-видимому, поможет решить эти проблемы.
Когда желательно получить максимально возможную разрешающую способность, недопустимы даже малейшие смещения голограммы по отношению к освещающему пучку [13.18]. Кроме того., как говорилось ранее [см. (7.52) и (7.53)], конечный размер освещающего источника и его степень монохроматичности играют важную роль при определении предела разрешения. Все эти эффекты становятся минимальными, когда во время получения голограммы предмет расположен вплотную к голографической пластинке. Однако такое расположение связано с трудностями введения опорной волны, которая не должна проходить сквозь предмет. Хорошим решением было бы получение голограммы сфокусированного изображения двумерного транспаранта (см. гл. 8, § 3, п. 2), но для этого формирование изображения должно производиться широкоугольным высокоразрешающим объективом.
На фиг. 13.15 показана схема, в которой не используются линзы и в то же время решается проблема опорного пучка [13.19]. Здесь опорная волна проходит через призму и слой иммерсионной жидкости и входит в фотопластинку через заднюю поверхность подложки. Когда волна достигает границы эмульсия — воздух, происходит полное внутреннее отражение. При интерференции предметной волны с отраженной опорной волной образуется про-
424 ПРИМЕНЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ГЛ. 13.
пускающая голограмма, а при интерференции предметной волны с падающей опорной волной образуется отражательная голограмма. Чтобы получить действительное изображение предмета, голограмму освещают волной, распространяющейся антипараллельно опорной волне. Если при восстановлении используется та же схема, что и при получении голограммы, то обе голограммы, зарегистрированные в эмульсии, пропускающая и отражательная, восстанавливают действительное изображение в месте расположения исходного транспаранта. Заметим, что педифрагированный свет снова полностью отрая^ается на границе эмульсия — воздух и не мешает наблюдению действительного изображения.
ФИГ. 13.15. Получение голограмм с использованием
полного внутреннего отражения.
В предварительных исследованиях достигнуто максимальное разрешение по изображению, равное 640 мм-1, однако изображение характеризуется довольно высоким уровнем шумов [13.20]. Шумы уменьшаются, когда голограмма освещается некогерентным светом. Уменьшение шумов сопровождается очень небольшой потерей разрешения (до 500 мм-1). Можно ожидать, что в дальнейшем метод полного внутреннего отражения, или, как его иначе называют, метод регистрации поверхностных волн, будет усовершенствован [13.21, 13.22], и таким путем удастся добиться повышения качества спроецированных изображений.
МУЛЬТИПЛИКАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
425
§ 5. Мультипликация изображений
Транспарант, изображение которого можно проецировать описанными в предыдущих параграфах способами, часто состоит из многих одинаковых изображений. Обычно эти изображения создаются камерой многократного фотографирования или с помощью растровой или фасетной оптики. Для получения большого числа одинаковых изображений [13.23—13.26] можно также
