Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

"Самарский государственный аэрокосмический университет

имени академика С.П. Королева

(национальный исследовательский университет)" (СГАУ)

Институт электроники и приборостроения

Кафедра наноинженерии

Выпускная квалификационная работа бакалавра

Разработка технологии изготовления отражающих дифракционных элементов для управления излучением CO2 лазера

Давыденко В.В.

д. ф-м. н. Павельев В.С.

к. т. н. Саноян А.Г.

Самара 2015



Реферат

Выпускная квалификационная работа бакалавра: 55 c., 36 рисунков, 1 таблица, 3 формулы, 8 источников, 1 приложение.

Презентация: 31 слайд Microsoft PowerPoint.

Цилиндрическая линза, цилиндрическое зеркало, дифракция, дифракционный оптический элемент (ДОЭ), расчет фотошаблона, очистка кремния, литография, магнетронное распыление, плазмохимическое травление, СО2-лазер, ИК-оптика.

Объектом исследования является технология изготовления элементов оптики ИК-диапазона.

Цель работы - разработка и исследование технологии изготовления элементов дифракционной оптики для управления излучением СО2-лазера.

Разработано программное обеспечение для расчета шаблона дифракционной цилиндрической линзы. Разработана технология изготовления отражающих элементов ИК-диапазона и изготовлена дифракционная цилиндрическая отражающая линза для управления излучением СО2-лазера. Проведено исследование изготовленного элемента методом численного и натурного эксперимента.



Оглавление

Введение

1. Элементы дифракционной оптики для управления излучением СО2-лазера

1.1 Применение CO2 лазеров

1.2 Дифракция

1.3 Функциональные возможности зонированных дифракционных оптических элементов (ДОЭ)

1.4 Дифракционная цилиндрическая линза

2. Проектирование и изготовление бинарной циллиндрической линзы

2.1 Анализ входных параметров и выбор способа реализации

2.2 Расчет и моделирование ДОЭ

2.3 Описание техпроцесса

2.3.1 Очистка подложки

2.3.2 Напыление защитной маски

2.3.3 Литография и травление маски

2.3.4 Плазмохимическое травление

2.3.5 Напыление отражающего слоя

3. Экспериментальное исследование дифракционной цилиндрической отражающей линзы

3.1 Измерительный стенд и исследуемый тестовый образец

3.2 Распределение интенсивности в фокальной плоскости ДОЭ

3.3 Энергетическая эффективность ДОЭ

4. Сравнение результатов численного и натурного экспериментов

Заключение

Список использованных источников

Приложение



Введение

Развитие лазерной техники и областей ее применения выдвинуло на передний план необходимость разработки различных средств для управления излучением. Один из самых распространенных способов для управления лазерным излучением является применение ДОЭ (дифракционных оптических элементов) [1].

Внешне такой оптический элемент представляет собой пропускающую или отражающую пластинку с тонким фазовым микрорельефом, рассчитанным в рамках теории дифракции. Первым представителем этого класса оптических элементов является дифракционная решетка, созданная более 200 лет тому назад, задолго до появления компьютеров. Следующим по хронологии представителем указанного класса оптических элементов является зонная пластинка. Эти дифракционные оптические элементы (ДОЭ) имели бинарное амплитудное или фазовое пропускание. Если дифракционные решетки нашли широкое применение в приборостроении, то зонные пластины в основном использовались в учебном лабораторном практикуме по оптике для иллюстрации положений теории дифракции [3].

Настоящую революцию в создании ДОЭ произвело применение компьютеров. Причем вначале, в 70-х годах, компьютеры стали применять для синтеза голограмм математически заданных объектов. При этом была решена ключевая проблема кодирования - запись на физическую среду комплекснозначных функций и получение соответствующих амплитудно-фазовых транспарантов. Это послужило толчком к компьютерному синтезу бинарных амплитудно-фазовых и фазовых пространственных фильтров, для записи которых на физическую среду применялись графопостроители, а затем и фотопостроители [1]. В результате прогресса в области микроэлектроники и лазерной техники, который привел к появлению в конце 80-х годов прецизионных фотопостроителей и электронных литографов, практически реализовалась задача создания дифракционных оптических элементов со сложным профилем зон. Возникло широкое поле деятельности для физиков, оптиков, специалистов в областях прикладной математики и электроники, технологов, специалистов по автоматизации. Появились ДОЭ с уникальными характеристиками, недостижимыми в рамках традиционной оптики, например фокусаторы лазерного излучения [1].



1. Элементы дифракционной оптики для управления излучением СО2-лазера

1.1 Применение CO2 лазеров

СО2 лазеры широко используются для обработки материалов, в частности в таких областях:

· резка пластмасс, дерева, картона и других материалов, хорошо поглощающих излучение 10.6 мкм и требующих небольших мощностей в 20-200 ватт

· резка и сварка металлов, таких как нержавеющая сталь, алюминий или медь, применяя мощности порядка несколько киловатт.

· лазерная маркировка различных материалов.

· Другие области применения включают лазерную хирургию (в том числе офтальмологию) и измерение расстояний [10].

СО2 лазеры, используемые для обработки материала (например, сварка и резка металлов, или лазерная гравировка) конкурируют с твердотельными лазерами (в частности, YAG лазерами и волоконными лазерами), работающими на длине 1 мкм. У лазеров с более короткими длинами волн есть преимущество более эффективного поглощения в металлической заготовке, а также возможность передачи луча через оптоволоконные кабели (не существует оптоволокна для мощных 10-мкм лазерных лучей) [10]. Потенциально меньшие параметры лазерного пучка (радиус пучка в перетяжке и расходимость) 1-мкм лазеров также имеют преимущества. Впрочем, обычно этот потенциал не может реализоваться в мощных лазерах с ламповой накачкой, а лазеры с диодной накачкой более дорогие. По этим причинам, СО2 лазеры по-прежнему доминируют в области сварки и резки материалов, особенно для деталей с толщиной более нескольких миллиметров. Это может измениться в будущем в связи с развитием мощных лазеров на основе тонких дисков и передовых оптических кабелей в сочетании с методами, которые используют высокое качество пучка таких лазеров.

Из-за высоких мощностей и напряжений при использовании СО2 лазеров требует рассмотрения вопрос безопасности персонала. Тем не менее, большая рабочая длина волны делает эти лазеры относительно безопасными для глаз при малых интенсивностях излучения [10].

1.2 Дифракция

Дифрафкция волн (лат. diffractus - буквально разломанный, переломанный, огибание препятствия волнами) - явление, которое проявляет себя, как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Она представляет собой универсальное волновое явление и характеризуется одними и теми же законами при наблюдении волновых полей разной природы [5].

Дифракция неразрывно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как случай интерференции ограниченных в пространстве волн (интерференция вторичных волн). Общим свойством всех эффектов дифракции является зависимость степени её проявления от соотношения между длиной волны л и размером ширины волнового фронта d, либо непрозрачного экрана на пути его распространения, либо неоднородностей структуры самой волны.

Поскольку в большинстве случаев, имеющих практическое значение, это ограничение ширины волнового фронта имеет место всегда, явление дифракции сопровождает любой процесс распространения волн [5].

Так, именно явлением дифракции задаётся предел разрешающей способности любого оптического прибора, создающего изображение, который невозможно преступить принципиально при заданной ширине спектра излучения, используемого для построения изображения [5].



1.3 Функциональные возможности зонированных дифракционных оптических элементов (ДОЭ)

Первые ДОЭ - дифракционные решетки - были созданы более двух веков тому назад. Амплитудная одномерная дифракционная решетка представляет собой плоский транспарант, на котором чередуются светлые и темные параллельные полоски (штрихи и щели). Полоски имеют одинаковую ширину. На рис. 1.1 показан фрагмент одномерной амплитудной дифракционной решетки, а на рис. 1.2 показана функция пропускания света вдоль решетки по оси х [1].

Рисунок 1.1 - Фрагмент одномерной амплитудной дифракционной решетки

Рисунок 1.2 - Функция пропускания света

Если осветить такую решетку монохроматическим пучком света с длиной волны Л, падающим нормально к плоскости решетки, то в результате дифракции света на периодической структуре щелей будет образовано множество пучков света, выходящих под различными углами и соответствующих различным порядкам дифракции. Угол зависит от периода решетки и в предположении малости углов определяется по формуле (1.1)



(1.1)

где р = О, ±1, ±2,..., d - период решетки.

Интенсивность света убывает с ростом абсолютной величины р. Как следует из теории дифракционных решеток, при равной ширине штриха и щели характер убывания определяется формулой (1.2)[3]

(1.2)

где

Из-за того, что значительная часть света поглощается амплитудным транспарантом, дифракционная эффективность в первом порядке не превышает 10%. У одномерной (1-D) фазовой дифракционной решетки этот показатель приблизительно в 4 раза выше. Фрагмент одномерной фазовой дифракционной решетки схематично показан на рисунке 1.3.

Функция пропускания в данном случае является чисто фазовой, периодической с периодом d и скачкообразно меняющейся на (см рис.1.4). Функционально фазовая и амплитудная дифракционные решетки одинаковы [1].

Рисунок 1.3 - Фрагмент одномерной фазовой дифракционной решетки



Рисунок 1.4 - Функция пропускания света

Естественным развитием одномерных бинарных амплитудных и фазовых дифракционных решеток являются соответствующие двумерные (2-D) радиально-симметричные решетки (зонные пластинки).

Поясним понятие зоны. Зона - это ограниченная область ДОЭ, на которой функция пропускания света претерпевает однократное изменение от минимального до максимального значения [3].

Для 2-D дифракционных решеток естественным является вопрос построения зон, отличных от периодических щелеобразных и кольцеобразных, и достижения на этой основе новых функциональных возможностей ДОЭ. Несмотря на кажущуюся очевидность такой постановки вопроса, с момента создания зонной пластинки он не поднимался в течение многих лет. Причина состояла в отсутствии практической возможности реализации зонных пластинок с варьируемым характером зон [1].

В 1967 г. были предложены 2-D дифракционные решетки с варьируемыми зонами Френеля, получаемые на основе муаровых эффектов в результате суперпозиции пары синтезированных масок. Синтезированные маски содержат периодические по одной из координат (например, по X) бинарные изображения, описываемые специально подобранной алгебраической функцией . Варьируя вид и параметры функции , а также параметры относительно сдвига и поворота масок, можно получить множество амплитудных 2-D дифракционных решеток, каждой из которых будет соответствовать своя картина дифракции. К сожалению, такая процедура содержит регулярный метод синтеза только для цилиндрических и сферических зон Френеля [3].



1.4 Дифракционная цилиндрическая линза

Исследованию дифракционной цилиндрической линзы в приближении Фраунгофера посвящена работа [4]. В ней по контрастности рассчитанной картины Фраунгофера судят о характеристиках дифракционной цилиндрической линзы. Однако представляет интерес не только исследование контрастности поля в дальней зоне, но и анализ структуры сфокусированного излучения в фокальной области плоской цилиндрической линзы, [1].

Фазовая функция цилиндрической линзы в параксиальном приближении имеет вид

, (1.3)

приведенный к интервалу [0, 2р). Границы зон в данном случае - прямые линии. На рисунке 1.5 приведен фотошаблон плоской цилиндрической линзы. [1] На рисунке 1.6 представлен пример фазовой функции плоской цилиндрической линзы.

Рисунок 1.5 - Цилиндрическая линза



Рисунок 1.6 - Фазовая функция цилиндрической линзы (белый цвет означает - 2р, черный - 0)

Однако данный шаблон имеет градиентный вид, что делает крайне сложным процесс изготовления линзы. Поэтому наиболее широкое распространение получили квантованные от одной до нескольких ступенек рельефы.



2. Проектирование и изготовление бинарной циллиндрической линзы

2.1 Анализ входных параметров и выбор способа реализации

Задачей проекта была поставлена разработка и исследование технологии изготовления дифракционной цилиндрической линзы (цилиндрического зеркала) для управления излучением СО2 лазера. В качестве исходных данных были использованы данные, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные

Ширина пучка (диаметр)	20мм
Длина волны	10.6мкм
Фокусное расстояние	0.6м
Распределение излучения по ширине	Нормальное
Мощность излучения	До 1кВт
Окружающая среда	Воздух

С целью повышения эффективности и уменьшения потерь мощности, было принято решение изготовить фазовую цилиндрическую линзу.

Есть большой спектр материалов, прозрачных на данной длине волны (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 - Материалы, прозрачные в ИК-диапазоне.



Однако область применения, технические и технологические ограничения при изготовлении накладывают существенные ограничения на их выбор. Основными ограничениями являлись поглощения в среде, из-за высокой мощности лазера большинство материалов разрушаться без специальной системы охлаждения. Окружающая среда также сильно сокращала список доступных материалов по причине их активности в атмосфере.

После детального анализа доступных средств, единственным возможным для изготовления материалом оказался алмаз. Но его использование существенно повышало стоимость изделия. Поэтому, из экономических и технологических соображений, было принято решение изготовить не пропускающую, а отражающую линзу (цилиндрическое зеркало) (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 - Пример отражающей линзы

Отражающая, как и пропускающая оптика имеет свои преимущества и недостатки. Например, в отражающей оптики отсутствуют френелевские потери и поглощение в материале, а также оказывает влияние шероховатость одной поверхности, вместо двух у пропускающей оптики. Однако наличие "темновых зон" и уход от геометрической оси в ряде случаев компенсирует преимущество "зеркал" и заставляет выбирать вид оптики под конкретную задачу.



2.2 Расчет и моделирование ДОЭ

Для расчета шаблона было разработано ПО на языке С++.

В его возможности входит расчет и запись в .bmp файл бинарного шаблона для отражающей и пропускающей цилиндрической линзы.

Ключевым отличием от QUICK-DOE является возможность расчета шаблона наклонных цилиндрических линз.

В качестве входных параметров имеется возможность задания:

a) Угла поворота

b) Радиуса линзы (выбирается в зависимости от ширины пучка)

c) Разрешения записи шаблона

d) Длины волны

e) Фокусного расстояния линзы

f) Цвета центральной зоны в зависимости от типа используемого фоторезиста

Код программы (приложение А) можно рассматривать в виде нескольких основных блоков:

1) Объявление библиотек и "шапки" будущего .bmp файла

2) Ввод входных данных, перечень которых приведен выше

3) Вычисление коэффициента растяжения, количества значений координат по осям, приведение введенных параметров к метрам.

4) Заполнение значений координат

5) Вычисление фазовой функции (формула 3) и привидение ее к диапазону [0; 2р)

6) Нахождение максимума фазовой функции

7) Нахождение высоты ступеньки (в данной программе она всегда 2р)

8) Дискретизация приведенной фазовой функции по модулю минимальной разницы с крайними значениями высоты ступеньки. Запись дискретизированого рельефа.

9) Построение и запись шаблона в .bmp файл (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 - Шаблон для позитивного фоторезиста

Как видно из приведенного рисунка, фотошаблон был "растянут" по ширине в раз. Центральная, широкая зона имеет черный цвет с целью сохранить над ней маскирующий слой и уменьшить влияние дефектов травления после этапа плазмохимического травления.

2.3 Описание техпроцесса

Полученный шаблон был распечатан на принтере с разрешением 20 мкм на прозрачной для УФ-излучения пленке. В качестве подложки было решено использовать кремневую пластину 100 мм диаметра. В качестве маскирующего слоя использовался алюминий, в качестве отражающего - медь с подслойкой хрома.

2.3.1 Очистка подложки

Первичная очистка подложки осуществлялась путем промывки в проточной дистиллированной воде. Для удаления органических соединений использовалось обезжиривающее средство типа "МИФ" с легким физическим воздействием. Удалялось обезжиривающее средство также в проточной дистиллированной воде, [11].

Удаление неорганических соединений поводилось в пероксидно-кислотном растворе (ПРК) "Каро", состоящем из концентрированной серной кислоты H2SO4 и пероксида (перекиси) водорода H2O2 в пропорции 3:1. Этот раствор является более активным, чем серная кислота и пероксид водорода по отдельности. Эту очистку рекомендуется проводить при температуре 130°С, однако из-за необходимости высоких мер безопасности очистка проводилась при комнатной температуре с выдержкой в растворе не менее 20 минут. Удаление раствора проводилось промывкой в дистиллированной и дианизованной воде с использованием установки Millipore Elix (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 - Установки Millipore Elix.

Сушка проводилась чистой комнате потоком очищенного воздуха под давлением.

2.3.2 Напыление защитной маски

Нанесение защитной маски проводилось с помощью магнетронного распыления. Действие магнетронного распылителя основано на распылении материала мишени-катода при его бомбардировке ионами рабочего газа, образующимися в плазме тлеющего разряда. Основные элементы магнетронной распылительной системы - это катод, анод и магнитная система, предназначенная для локализации плазмы у поверхности мишени - катода. Магнитная система, расположенная под катодом, состоит из центрального и периферийных постоянных магнитов, расположенных на основании из магнитомягкого материала (рис. 2.5). На катод подаётся постоянное напряжение от источника питания. Основные преимущества магнетронного способа распыления - высокая скорость нанесение плёнки и точность воспроизведения состава распыляемого материала.

Рисунок 2.5 - Схема работы установки магнетронного распыления.

Как выло сказано выше, в качестве материала для защитной маски был выбран алюминий. В его нанесения использовалась установка магнетронного распыления ЭТНА 100- МТ (НТ-МДТ г. Зеленоград) (рис. 2.6) в НОЦ НТ СГАУ. Толщина слоя была выбрана 150нм. Результаты напыления приведены на рис. 2.7 и рис. 2.8 Контроль толщины маски проводился с использованием интерферометра белого света WLI-DMR (г. Йена, Германия) (рис. 2.9)

Рисунок 2.6 - ЭТНА 100- МТ (НТ-МДТ г. Зеленоград).



Рисунок 2.7 - Результат измерения профиля алюминиевой маски

Рисунок 2.8 - Результат напыления маскирующего слоя

Рисунок 2.9 - Интерферометра белого света WLI-DMR (г. Йена, Германия)



Как мы видим из результатов измерения, толщина маски равняется примерно 140нм, с небольшими колебаниями толщины в пределах 15нм. Такие отклонения объясняются высокой скоростью напыления, так как мощность источника была выставлена на 450 Вт.

2.3.3 Литография и травление маски

Первым этапом литографии является нанесение фоторезиста. Наиболее широко распространённый метод нанесения фоторезистов на поверхность - это центрифугирование. Этот метод позволяет создавать однородную плёнку фоторезиста и контролировать её толщину скоростью вращения пластины (порядка нескольких тысяч оборотов в минуту) (рис. 2.10).

Рисунок 2.10 - Цинтрифуга

После нанесения резиста необходимо провести его предварительную сушку (задубливание). Для этого образец выдерживается 12 минут при температуре 95^оС (рис. 2.11). Этот этап необходим для испарения растворителя содержащегося в фоторезисте, что способствует улучшению адгезии, исключению прилипания к фотошаблону, возможности нанесения второго слоя фоторезиста и имеет положительное влияние в некоторых других аспектах. Сушка проводилась на специальной плитке с закрытой крышкой.



Рисунок 2.11 - Плита для задубливания.

Перед экспонированием подложке обязательно надо дать остыть до комнатной температуры. Процесс экспонирования заключается засветке фоторезиста через фотошаблон, содержащий желаемый рисунок, светом ультрафиолетового диапазона, что и отличает процесс фотолитографии от других видов литографии. Для экспонирования использовался позитивный фоторезист. В позитивных фоторезистах, проэкспонированные области становятся растворимыми и после проявления в проявителе разрушаются. Такие фоторезисты, как правило, позволяют получать более высокие разрешения нежели негативные, но стоят дороже. В качестве источника УФ-излучения использовалась ртутная лампа.

После экспонирования подложка погружалась в раствор NaOH и H2O смешанный в пропорции 1:3. В данном растворе происходило стравливание проявленного фоторезиста и алюминиевой маски под ним. После полного снятия незащищенной фоторезистом маски, необходимо быстро промыть подложку в проточной деионизированной водой, чтобы исключить подтравливания. После проверки маски, подложка погружается в раствор ацетона для удаления непроявленного фоторезиста. Ацетон убирается деионизированной водой методом вытеснения. Сушка проводится потоком очищенного воздуха.

2.3.4 Плазмохимическое травление

Процессы плазменного травления на основе фтора это способ травления кремния с высокой скоростью, с возможностью глубинного травления и хорошей селективностью к маске, в частности, возможностью защиты с помощью фоторезиста с хорошей селективностью между кремнием и фоторезистом. В основном это связано с высокой химической активностью и спонтанной природой травления радикалами фтора по отношению к кремнию, и высокой летучестью фторидов кремния, как продуктов реакции. Как следствие, травление по своей природе изотропно. Радикалам фтора не нужна ионная активация, чтобы запустить или ускорить их реакцию с кремнием, или для удаления продуктов реакции с поверхности кремния; анизотропия может быть достигнута только за счет добавления пассивации боковой стенки в схему процесса. Существующие подходы к глубинному реактивно-ионному травлению (DRIE) кремния отличаются способом достижения пассивации боковой стенки - ключ к анизотропии и общей производительности процесса травления [9, 12].

Криогенное травление и так называемый "Bosch процесс" [8] с переменными циклами травления и пассивации являются двумя наиболее известными высоко-аспектными процессами травления кремния. Источники плазмы высокой плотности, с так называемой несвязанной плазмой, желательны или даже необходимы для всех подходов DRIE кремния, будь то криогенный или Bosch процесс. DRIE кремния основан на химической активности в плазме. Этот процесс требует достаточно высокую концентрацию пассивирующих радикалов, и также достаточно высокую концентрацию радикалов фтора для получения высоких скоростей травления. При высокой плотности химически активных частиц (ХАЧ), наиболее подходящее давление в реакторе во время процесса, как правило, от 1 до 10 Па. Энергия потока ионов, бомбардирующих поверхность пластины должна управляться независимо от возбуждения плазмы, с помощью напряжения смещения.

Для хорошего контроля ускорения ионов не зависимо от возбуждения плазмы, потенциал плазмы должен быть низким, насколько это возможно вблизи нулевого потенциала. Последнее связано с развязкой зоны возбуждения плазмы с областью подложки. Традиционные источники плазмы для RIE терпят неудачу в одном или нескольких этих требованиях. Триодные и диодные реакторы показывают недостаточную плотность плазмы, ниже 1016 м-3 [9]. Источники на основе электронно-циклотронного резонанса (ЭЦР) не подходят из-за очень низкого рабочего давления (<0,1 Па) при котором существует режим циклотронного резонанса. ECR представляет собой типичный источник ионов и ему не хватает достаточной химической активности. Микроволновые источники сурфатроны, геликонные источники и источники индуктивно-связанной плазмы (ICP) работают в диапазоне давлений до 10 Па и еще выше. Среди этих альтернатив, ICP стала наиболее подходящей и широко распространенной технологией источника плазмы для DRIE и стала отраслевым стандартом [9].

Bosch процесс

Технология криогенного сухого травления использует относительно трудно удаляемые соединения, такие как слои пассивации, в виде оксида кремния или оксифторидов в результате окисления поверхности кремния. Для их полного удаления со дна травления требуется воздействие ускоренными ионами, в комбинации с добавлением акцепторов. Чрезмерное ионное распыление и использование акцепторов снижают избирательность по отношению к маскирующим материалам. Это особенно верно в случае защиты фоторезистом. Существует компромисс между чистым дном канавки и высокой селективностью к маске [9, 12].

Технология, которая позволяет избегать образования таких трудно удаляемых соединений это - осаждение гладкого политетрафторэтилена (ПТФЭ) или тефлона® - как пленки на поверхности кремния в процессе травления. В работе [7] описывается важность баланса между частицами травления и полимеризации, и последствия изменения этого баланса для травления Si и SiO2 [12].

Плазменная полимеризация может быть достигнута путем генерации радикалов (CF2)n в плазме, от газов-прикурсоров, таких как гексафторпропилен (C3F6) или октафторциклобутан (RC318R, C4F8), причем последний не токсичен и стабильный продукт распада тетрафторэтилена (ТФЭ, C2F4). Осажденная пассивирующая пленка состоит из сети длинных линейных (CF2)n цепей с небольшим сшиванием, пленка легко удалима со дна травления бомбардировкой низко энергичными ионами. Газовая смесь гексафторида серы для доставки радикалов фтора и октафторциклобутана для доставки радикалов формирующих полимерную пленку может быть использована в плазме для достижения пассивации боковой стенки и травления на дне канавки, в результате получая анизотропные профили в кремнии. Кроме того, наличие в процессе фторуглерода в той или иной степени удаляет нежелательный примесный кислород из газа или выделившейся из кремния, и тем самым препятствует образованию трудно удаляемой пассивации (оксиды кремния) на поверхности (дне). Тем не менее, одновременное присутствие радикалов фтора как частиц травления и пассивирующих частиц в плазме, приводит к рекомбинации и к взаимному исчезновению обоих типов частиц. Это делает "смешанный процесс" трудно управляемым для более глубокого травления и снижает производительность процесса, в основном по отношению к скорости травления. Хотя эти недостатки несколько смягчаются высокой плотностью ICP плазмы, по-прежнему потенциал "смешанного процесса" остается ограниченным для мелких канавок с глубиной порядка 10 мкм. Проблема рекомбинации была преодолена в запатентованной технологии: Bosch - процесс[8], который представляет собой разновидность технологии пассивации боковой стенки на основе тефлона. Bosch - процесс имеет следующий механизм: газы пассивации и травления подаются отдельно и попеременно в технологическую камеру и подложка травится в плазме высокой плотности, в ходе циклов пассивации и травления. В каждом цикле пассивации, тонкая тефлоновая пленка осаждается на боковых стенках структур травления из частиц C4F8 [9, 12].

Также может произойти некоторая очистка от оксидов на дне травления кремния во время или после стадии осаждения тефлона. В течение последующего цикла травления, часть этой пленки удаляется с боковой стенки, защищенной от удара вертикальными ионами. В то же время дно траншеи свободно от фторуглеродного полимера и травится радикалами фтора, полученными из плазмы SF6. Обычно переключение между шагами происходит в пределах от нескольких секунд до 1 мин, в зависимости от требуемой шероховатости боковой стенки. Поскольку пассивирующая полимерная пленка может быть удалена с помощью небольшого ударного ионого воздействия, селективность к маске достигает очень высокого значения, например, 150:1 для фоторезиста и >>300:1 для маски SiO2. Если использованы трудно удаляемые пассивирующие полимеры, необходимо более агрессивное воздействие ионами и как следствие, селективность по отношению к маскирующим материалам будет ниже.

Циклический характер процесса преодолевает ряд проблем, связанных с анизотропным травлением [9, 12].

Во-первых, разделение активных частиц во временной области, исключает их потерю при рекомбинации в газофазных реакциях. Это наиболее важно для объема у источника плазмы, где частицы генерируются при высоких концентрациях и где высокая степень рекомбинации. Вне этой области высокой плотности, при меньших концентрациях, легче достичь сосуществования частиц, и допустимо некоторое смешивание их между источником и подложкой. Для источника плазмы высокой плотности малого объема, возможно время переключения меньше 1 с, например, вплоть до 100 мс.

Частицы пассивации и травления разграничены в ограниченном объеме возбуждения плазмы высокой плотности, но могут перекрывать друг друга на своем пути от источника до подложки. Это так называемое "состояние сверхбыстрого переключения газа" дает очень гладкие стенки с малыми боковыми гребешками ("скалопами).

Во-вторых, процесс вертикального травления, имеющий высокую селективность к маске, имеет риск микромаскровки дна канавки. Даже незначительные загрязнения на поверхности травления могут привести к образованию остатков, микрошероховатости, и даже микроигл.

В случае боковой стенки со скалопами порядка 10 нм это является преимуществом [9].

Принципиальная схема Bosch - процесса продемонстрирована на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 - Схема Bosch - процесса.

Тех. Процесс

Для травления подложки использовалась установка УСТАНОВКА ПХТ ЭТНА 100- ПТ в НОЦ НТ СГАУ (НТ-МДТ). Мощность источника плазмы составляла 300Вт. Напряжение смещение на нижнем источнике было выставлено на отметке 80 В. Этапы травления можно разделить на 2 вида - циклические и не циклические.

Первый этап является не циклическим и представляет собой "продувку" труб системы подачи газов. Во время этого этапа кислород О2 октафторциклобутан С4F8 и аргон Ar подавались в камеру в объеме 99 см³/с в течении 200 секунд.

Второй этап также не цикличен. Во время него напускается рабочая атмосфера из аргона и кислорода. Скорость подачи была выставлена на значении 30 см³/с и 50 см³/с для кислорода и аргона соответственно. Время напуска составляло 120 с.

Этапы с 3-6 являются цикличными и заключены в общий цикл, однако 5 и 6 этапы являются пустыми и пропускаются. Этап 3 и 4 представляют собой этапы пассивации и травления. На этапе пассивации смесь газов, подаваемых в камеру, представляет собой SF6 в объеме 1 см³/с, С4F8 - 99 см³/с, Ar - 35 см³/с. Время подачи - 5 с. На этапе травления газы подаются в объеме: SF6 - 45 см³/с, С4F8 - 5 см³/с, Ar - 5 см³/с. Подача осуществлялась в течении 4.5 с. Также на этапе травления подавалось напряжение смещения.

Заключительный 7 этап вновь является не цикличным и является этапом окисления и продувки камеры от продуктов травления. Во время этого этапа в камеру подаются кислород и аргон в объеме 20 см³/с каждый на протяжении 30 с.

Первичное количество циклов было выбрано в количестве 20. После контроля толщены на интерферометре белого света (см. рис. 2.9) была определена средняя скорость травления за цикл исходя из этого выбиралось количество циклов в следующих этапах для приближения к требуемому значению глубины в 3.75 мкм. После каждого этапа также осуществлялся контроль на интерферометре. Итоговую высоту полученного рельефа вместе с маской можно увидеть на рисунке 2.13. Как видим, произошел небольшой "перетрав" в пределах 100 нм.

Рисунок 2.13 - Результат измерения профиля микрорельефа после ПХТ с учетом толщины маски



Как видим, после вычитания из результатов измерения толщины маски, произошел небольшой "перетрав" в пределах 100 нм.

2.3.5 Напыление отражающего слоя

В качестве отражающего материала была выбрана медь. Для ее нанесения также, как и для алюминия, использовалась установка магнетронного распыления ЭТНА 100- МТ (НТ-МДТ) (см. рис. 12) в НОЦ НТ СГАУ. Однако из-за плохой адгезии меди на кремнии необходимо сначала напылить "подслойку" из хрома Cr. Толщина "подслойки" составляла ~10нм. Толщина слоя меди составляла 300нм. Для улучшения адгезии подложка нагревалась до 150оС.

После напыления полученный медный слой был изучен на растровом электронном микроскопе Quanta 200 (корпорация FEI)(рис 2.14). Полученные результаты представлены на рисунках 2.15 и 2.16.

Рисунок 2.14 - Растровый электронный микроскоп Quanta 200 (корпорация FEI)

Рисунок 2.15 - Дефект покрытия в масштабе 10 мкм.



Рисунок 2.16 - Дефект покрытия в масштабе 50 мкм.

По результатам измерения можно видеть, что на покрытии имеются дефекты размером до 1 мкм. Их причинами могут являться такие причины как загрязнение подложки перед нанесением отражающего слоя, следствия дефектов маскирующего слоя и дефектов, возникших при травлении.



3. Экспериментальное исследование дифракционной цилиндрической отражающей линзы

3.1 Измерительный стенд и исследуемый тестовый образец

На рисунке 3.1 приведены фотографии дифракционного оптического элемента (ДОЭ), расчет и технология изготовления которого описаны в главах 1, 2. Настоящая глава посвящена экспериментальному исследованию его характеристик и свойств сформированного элементом пучка.

Рисунок 3.1 - Внешний вид дифракционного оптического элемента.

Работа выполнялась на стенде, внешний вид которого представлен на рисунке 3.2. На рисунке 3.3 представлена реализованная оптическая схема.

оптика дифракционный лазер линза

Рисунок 3.2 - Стенд для изучения энергетических характеристик дифракционного оптического элемента и формируемого им пучка



Рисунок 3.3 - Оптическая схема: 1 - источник питания; 2 - лазер; 3 - поворотное зеркало; 4, 5 - коллиматор; 6 - дифракционный оптический элемент; 7 - измеритель мощности либо экран; 8 - ИК-камера; ПК - персональный компьютер

Диагностический стенд для определения параметров ДОЭ, работающих в ИК-диапазоне, собран на лабораторном столе фирмы "Standa" габаритами 120Ч80 см. Исходя из возможностей имеющейся оптомеханики, высота оптической оси относительно поверхности стола выбрана равной 12 см. Поскольку исследуемый ДОЭ работает на отражение под углом 45° и имеет размеры 2Ч2 см, а используемый лазер LCD-1A фирмы "Плазма" дает пучок диаметром 1,8 мм, в схеме был предусмотрен коллиматор.

До экспериментов выполнялась юстировка оптической схемы по видимому излучению (красный цвет, л=632,8 нм) с использованием лазера фирмы "Melles Griot" 25-LHP-928-230. Достигалось совмещение центра лазерного пучка с осями элементов оптической схемы.

3.2 Распределение интенсивности в фокальной плоскости ДОЭ

Для регистрации распределения интенсивности, формируемого ДОЭ излучения, использовалась болометрическая ИК-камера XPORT-317 фирмы "Xenics" с матрицей 320Ч256 точек, работающая в диапазоне л=8-14 мкм. На рисунке 3.4 приведено изображение, полученное на оптическом элементе в фокусе линзы. Видно, что лазерный пучок покрывает обе периодические структуры, вытравленные на подложке.

Рисунок 3.4 - Вид лазерного пучка на ДОЭ

На рисунке 3.5 показано распределение интенсивности на экране (изображение инверсно), расположенном в фокальной плоскости. Четко видны вертикальные отрезки, соответствующие фокусам ДОЭ и зеркально отраженному пучку (в центре). Красным квадратом выделен фокус одной из линз.

Рисунок 3.5 - Распределение интенсивности в фокальной плоскости ДОЭ (60 см от оси оптического элемента).

Распределение интенсивности в плоскостях, расположенных на различных расстояниях от ДОЭ, показано на рисунке 3.6, а-г (рисунок инверсный).



а

б

в

г

Рисунок 3.6 - Распределение интенсивности в плоскостях, расположенных на различных расстояниях от ДОЭ: а - 40 см; б - 60 см; в - 80 см; г - 100 см.

Видно, что наиболее четкая фокусировка в вертикальные отрезки достигается на расстояниях не более 20 см от фокальной плоскости. На больших расстояниях изображение размыто [13].



3.3 Энергетическая эффективность ДОЭ

Под энергетической эффективностью понимается отношение энергии, попавшей в заданную область фокальной плоскости, к энергии освещающего пучка [1]. Здесь под заданной областью фокальной плоскости понимается вертикальный отрезок, соответствующий центральному максимуму. Для измерения энергетической эффективности ДОЭ был собран коллиматор с рассеивающей входной линзой. Это позволило иметь на выходе пучок меньшего диаметра и работать только с одним из двух ДОЭ, расположенных на подложке. Для грубой юстировки оптической схемы (рисунок 3.3) в данном случае использовалась термобумага. Более тонкая настройка осуществлялась с помощью ИК-камеры.

Для определения энергетической эффективности использовался портативный аналоговый измеритель мощности фирмы "Spectra Physics" модели 407A. Диаметр детектора измерительной головки прибора составлял 1,8 см. Прибор позволял измерять мощность непрерывного излучения в пределах от 5 мВт до 20 Вт с точностью ±3% (в диапазоне длин волн от 250 нм до 11 мкм). На рисунке 3.7 приведено изображение лазерного пучка в фокальной плоскости ДОЭ, где установлена измерительная головка.

Рисунок 3.7 - Вид лазерного пучка в фокальной плоскости ДОЭ (на измерительной головке прибора LPM 407A).



С увеличением мощности можно было наблюдать рост интенсивности излучения в максимумах высших порядков, причем некоторые из этих максимумов также попадали на детектор (рисунок 3.8). Исключение влияния на результат измерения энергетической эффективности максимумов высших порядков достигалось наложением в соответствующих областях непрозрачных элементов на измерительную головку [13].

Рисунок 3.8 - Рост интенсивности излучения в максимумах высших порядков с увеличением мощности падающего пучка.

Регистрация ИК-камерой позволила установить, что ширина центрального максимума составляет 2 мм. Это подтверждают и отпечатки, полученные на термобумаге. На рисунке 3.9 показан детектор измерителя мощности с наклеенными на переднюю поверхность непрозрачными экранами, которые обеспечивают попадание на чувствительный элемент только излучения в максимуме нулевого порядка.

Рисунок 3.9 - Детектор измерителя мощности LPM 407A с внешними элементами для измерения мощности в максимуме нулевого порядка.



Измерение энергетической эффективности выполнялось при уровне мощности на выходе лазера LCD-1A 1 Вт. Мощность излучения, падающего на ДОЭ составляла 0,35 Вт, а мощность излучения в максимуме нулевого порядка - 0,1 Вт. Это соответствует оценке снизу значения энергетической эффективности ДОЭ - плоского аналога цилиндрической линзы - 28,6% (теоретическая оценка - 41%).



4. Сравнение результатов численного и натурного экспериментов

Для моделирования интенсивности излучения и эффективности фокусировки линзы на фокальной плоскости использовалось программное обеспеченье QUICK-DOE, разработанное в лаборатории дифракционной оптики ИСОИ-РАН. На рисунке 4.1 представлено меню программы [14].

Рисунок 4.1 - Меню QUICK-DOE

где 1 - меню функций для расчета ДОЭ, 2 - меню функций моделирования ДОЭ, 3 - введенные параметры, 4 - меню функций для преобразования форматов и визуализации файлов, 5 - визуализация рассчитанной фазовой функции ДОЭ, 6 - параметры визуализации.

Для моделирования использовался алгоритм быстрого преобразования Фурье. [15] По результатам моделирования было получено следующее распределение интенсивности в фокальной плоскости (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 - Распределение интенсивности в фокальной плоскости, где а. - инверсное изображение, б - прямое.



Если сравнить полученные данные с результатами эксперимента (рис. 4.3), то мы увидим, что результаты эксперимента полностью согласуются с моделированием. Также, если понизить контрастность и повысить (понизить для инверсного) яркость изображения, полученного после моделирования, то мы получим распределение интенсивности (рис 4.4) при большой мощности лазерного пучка.

Рисунок 4.3 - Распределение интенсивности в фокальной плоскости ДОЭ (60 см от оси оптического элемента).

Рисунок 4.4 - Распределение интенсивности в фокальной плоскости при большой мощности пучка, где а. - инверсное изображение, б - прямое.

Сравнивая с результатами эксперимента на большой мощности (4 Вт), приведенными на рисунке 4.5.



Рисунок 4.5 - Интенсивности излучения в фокальной плоскости при мощности пучка 4 Вт.

Видим, что для высокой мощности пучка результаты эксперимента также согласуются с результатами моделирования. При более детальном сравнительном анализе пучков можно заметить, что на фокальной плоскости помимо максимумов высших порядков в эксперименте также присутствует некоторое дополнительное рассеяние. В основном оно вызвано дефектами отражающего покрытия и технологическими погрешностями погрешностями.



Заключение

1. Разработано ПО для расчета бинарных цилиндрических линз.

2. Разработана и исследована технология изготовления бинарной отражающей цилиндрической линзы для управления излучением CO2-лазера.

3. Изготовлены и исследованы методами численного и натурного экспериментов образцы бинарной отражающей цилиндрической линзы для случаев низкой и высокой мощности источника излучения. Результаты численного и натурного экспериментов находятся в хорошем взаимном соответствии. Установлено, что ширина максимума нулевого порядка в фокальной области изготовленного ДОЭ составляет 2 мм.



Список использованных источников

1. Дифракционная компьютерная оптика: учебник / под ред. В.А. Сойфера. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007.-736 с - ISBN 978-5-9221-0845-4.

2. Кремниевая дифракционная оптика для управления лазерным излучением субмиллиметрового диапазона / А.Н. Агафонов [и др.];

3. Методы компьютерной оптики: учебник / под ред. В. А. Сойфера.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.-688 с - ISBN 5-9221-0434-9.

4. Мещеряков Н.А., Томилина Е.А. Моделирование светового поля в дальней зоне при использовании киноформа цилиндрической линзы. Рук. деп. в ВИНИТИ 4784-87 (1987).

5. Ландсберг Г.С. Оптика: учебник/ Ландсберг, Г.С. - Москва: Наука, 1976 - 450

6. Sigmund P. Mechanisms and theory of physical sputtering by particle impact // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B Beam Interactions with Materials and Atoms. - 1987. - Vol. 27. - P. 1-20. - DOI:10.1016/0168-583X(87)90004-8

7. C.J. Mogab, A.C. Adams, D.L. Flamm: Plasma etching of Si and SiO2 - The effect of oxygen additions to CF4 plasmas, J. Appl. Phys. 49, 3796-3803 (1978)

8. F. Laermer, A. Schilp: Method of Anisotropically Etching Silicon Patent 5501893, Office, U.S.P., USA (1996)

9. Запевалин А.И. Обзор высоко-аспектных процессов травления кремния // Современная техника и технологии. 2014. №6 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/06/3970

10. Р. Ровинский Р.Е. Мощные технологические лазеры // 2005 г. 103 с.

11. М. Шмаков, В. Паршин, к.т.н. А. Смирнов Очистка поверхности пластин и подложек // Технологии в электронной промышленности. 2008 №5

12. J. Bhardwaj, H. Ashraf, A. McQuarrie DRY SILICON ETCHING FOR MEMS // 1997 Surface Technology Systems Limited. All rights reserved. 1997 г. 13 с.

13. Силовая оптика ИК-диапазона на алмазных пленках: учеб. Пособие / В.С. Павельев, Д.Л. Головашкин, В.А. Сойфер. - Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. - 64 с.: 34 ил.

14. Doskolovich L.L., Golub M.A., Kazanskiy N.L., Khramov A.G., Pavelyev V.S., Seraphimovich P.G., Soifer V.A., Volotovsky S.G., Software on diffractive optics and computer generated holograms. Proceedings SPIE 2363 (1995), 278-284.

15. Головашкин Д.Л. Методы параллельных вычислений (Часть 1) // Учеб. пособие / Самарский государственный аэрокосмический университет. Самара, 2002. 92 с.



Приложение

Код программы

#include <iostream>

#include <math.h>

#include <windows.h>

#include <tchar.h>

#define DIB_RGB(r, g, b) \

((DWORD)((r & 0xFF) << 16) | ((g & 0xFF) << 8) | (b & 0xFF))

void fill_rect(__int32*, int, int, int, int, int, DWORD);

// 24/32 бит

BOOL SaveArrFile(const TCHAR* filename, const __int32* arr,

int width, int height, int bpp = 24){

if ((bpp < 24) || (bpp > 32)) // только 24/32 бит

return FALSE;

DWORD p_row = (DWORD)((width * bpp + 31) & ~31) / 8uL;

DWORD size = (DWORD)(height * p_row);

// формируем файловый заголовок

BITMAPFILEHEADER hdr;

ZeroMemory(&hdr, sizeof(BITMAPFILEHEADER));

hdr.bfType = 0x4D42;

hdr.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHEADER);

hdr.bfSize = hdr.bfOffBits + size;

// заголовок описателя растра

BITMAPINFO dib;

ZeroMemory(&dib, sizeof(BITMAPINFO));

dib.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);

dib.bmiHeader.biBitCount = bpp;

dib.bmiHeader.biCompression = BI_RGB;

dib.bmiHeader.biPlanes = 1u;

dib.bmiHeader.biWidth = (long)width;

dib.bmiHeader.biHeight = (long)-height;

dib.bmiHeader.biSizeImage = size;

dib.bmiHeader.biXPelsPerMeter = 11811L;

dib.bmiHeader.biYPelsPerMeter = 11811L;

dib.bmiHeader.biClrImportant = 0uL;

dib.bmiHeader.biClrUsed = 0uL;

//запись в файл

HANDLE fp = CreateFile(filename, GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE, NULL,

CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

if (fp == INVALID_HANDLE_VALUE)

return FALSE;

// записываем заголовки...

DWORD dwr = 0uL;

WriteFile(fp, (LPCVOID)&hdr, sizeof(BITMAPFILEHEADER), &dwr, NULL);

WriteFile(fp, (LPCVOID)&dib.bmiHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), &dwr, NULL);

// запись массива пикселей

if (bpp == 32) // 32-бит

WriteFile(fp, (LPCVOID)arr, size, &dwr, NULL);

else if (bpp == 24) { // 24-бит с дополнением до 32-разрядной границы

BYTE nil = 0u;

int cb = sizeof(RGBQUAD);

int align = ((cb - ((width*bpp + 7) / 8) % cb) % cb);

for (int y = 0; y < height; y++) {

for (int x = 0; x < width; x++)

WriteFile(fp, (LPCVOID)&arr[y*width + x], sizeof(RGBTRIPLE), &dwr, NULL);

for (int i = 0; i < align; i++) // до границы DWORD

WriteFile(fp, (LPCVOID)&nil, sizeof(BYTE), &dwr, NULL);

}

}

FlushFileBuffers(fp);

CloseHandle(fp);

return TRUE;

}

int main()

{

int i_N_x, iJ, i_numb_step, iK, i_N_y, rez;

float f_xleft, f_xrite, f_dx, f_angle_grad, f_angle_rad, f_angle_factor, f_wavelength, pi, f_focal_length;

pi = 3.14159265359;

std::cout << "ugol povorota v graducah" << "\n";

std::cin >> f_angle_grad;

std::cout << "radius x v metrah" << "\n";

std::cin >> f_xleft;

std::cout << "razrehenie v mikron" << "\n";

std::cin >> f_dx;

std::cout << "dlina volny v mikronah" << "\n";

std::cin >> f_wavelength;

std::cout << "focusnoe rasstoianie v metrah" << "\n";

std::cin >> f_focal_length;

std::cout << "o chornaia, 1 belaia" << "\n";

std::cin >> rez;

f_angle_factor = 1 / cos(fmod(f_angle_grad, 180)*pi / 180); //коэффициент растяжения

f_dx = f_dx*pow(10, -6);

i_N_y = 2 * fabs((double)f_xleft) / f_dx + 1;

f_xleft = f_angle_factor*f_xleft;

f_xrite = -f_xleft;

i_N_x = 2 * fabs((double)f_xrite) / f_dx + 1; //количество значений х

i_numb_step = 1; //количество ступенек

float *f_x = new float[i_N_x], *f_Ph_f = new float[i_N_x];

f_wavelength = f_wavelength*pow(10, -6); //длина волны

for (iJ = 0; iJ < (i_N_x / 2 + 1); iJ++)

{

f_x[i_N_x / 2] = 0;

f_x[i_N_x / 2 + iJ] = f_x[i_N_x / 2] + (2 * f_xrite*iJ) / i_N_x; // f_dx*iJ; //заполнение правых значений х

f_x[i_N_x / 2 - iJ] = f_x[i_N_x / 2] - (2 * f_xrite*iJ) / i_N_x; // f_dx*iJ; //заполнение левых значений х

}

// Вычисление фазовой функции

for (iJ = 0; iJ < i_N_x; iJ++)

{

f_Ph_f[iJ] = pi*f_x[iJ] * f_x[iJ] / (f_angle_factor*f_angle_factor*f_wavelength*f_focal_length); //значения фазовой функции

f_Ph_f[iJ] = 2 * pi - fmod(f_Ph_f[iJ], 2 * pi);

if (f_x[iJ] == 0)

f_Ph_f[iJ] = 2 * pi;

}

float f_max_phase;

f_max_phase = 0;

for (iJ = 0; iJ < i_N_x; iJ++)

{

if (f_max_phase < abs(f_Ph_f[iJ])) // нахождение максимума фазовой функции

{

f_max_phase = f_Ph_f[iJ];

}

}

float f_step_height, *f_phase_func_steps = new float[i_numb_step], *f_phase_func_steps_diff = new float[i_numb_step];

f_step_height = f_max_phase / (i_numb_step ); //вычисление высоты 1 ступеньки

for (iK = 0; iK < i_numb_step+1; iK++)

{

f_phase_func_steps[iK] = f_step_height*iK; //вычисление высот ступенек

}

float f_min_razn_phase_func_step, *f_discr_phase_func = new float[i_N_x];

for (iJ = 0; iJ <i_N_x; iJ++)

//iJ = 0;

{

for (iK = 0; iK < i_numb_step+1; iK++)

{

f_phase_func_steps_diff[iK] = 0;

f_phase_func_steps_diff[iK] = abs(f_Ph_f[iJ] - f_phase_func_steps[iK]);

}

f_min_razn_phase_func_step = 7;

for (iK = 0; iK < i_numb_step+1; iK++)

{

if (f_min_razn_phase_func_step > f_phase_func_steps_diff[iK])

{

f_min_razn_phase_func_step = f_phase_func_steps_diff[iK];

}

}

for (iK = 0; iK < i_numb_step+1; iK++)

{

if (f_phase_func_steps_diff[iK] == f_min_razn_phase_func_step)

{

f_discr_phase_func[iJ] = f_phase_func_steps[iK];

}

}

}

//массив пикселей

__int32 *arr = new __int32[i_N_y * i_N_x];

int cw2 = i_N_x;

int ch2 = i_N_y;

// построение шаблона

DWORD rgb;

for (int iJ = 0; iJ < i_N_y; iJ++) {

for (int iK = 0; iK < i_N_x; iK++) {

if (rez == 1)

{

if (f_discr_phase_func[iK]>6.28)

{

rgb = DIB_RGB(255, 255, 255);

}

else

{

rgb = DIB_RGB(0, 0, 0);

}

}

if (rez==0)

{

if (f_discr_phase_func[iK]>6.28)

{

rgb = DIB_RGB(0, 0, 0);

}

else

{

rgb = DIB_RGB(255,255,255);

}

}

arr[iJ*i_N_x + iK] = rgb;

}

}

// сохраняем в файл

if (SaveArrFile(_T("maska.bmp"), arr, cw2, ch2, 32))

_putts(_T("Good save file."));

else

_putts(_T("Error save file !"));

_gettchar();

return 0;

}

Размещено на Allbest.ru