[发明专利]用于使用激光器借助于掩模和光阑构造具有硬质涂覆的固体表面的方法和设备

权利要求书

1.一种用于构造具有硬质材料涂敷的固体表面(9)的至少一个区域的方法，所述方法借助于根据掩模投影技术的具有纳秒范围内脉冲宽度的激光器(1)，其中，在光束整形系统的均匀点(FS)处，使用成像光学器件前的掩模(18)和光阑(6)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在交换器设备中至少安装一个掩模和一个光阑，从而任何期望的掩模和任何期望的光阑都能彼此独立地放置在激光器的光束光路上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构造是由多个微结构的重叠产生的，每个重叠结构与被重叠的结构形成角度(α)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，交换器设备中的掩模和光阑能绕其自身旋转，也能线性地或旋转地移位。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，掩模和光阑被安装在相应的匣中。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，硬质材料涂敷包括ta-C-、碳化钨(WC)、碳化硼(B₄C)、碳化硅(SiC)或类似的硬质材料。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在ta-C层及其下层材料之间，提供有厚度在50nm到300nm之间的碳化钨层。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据掩模投影技术借助于纳秒激光器产生的构造与根据聚焦技术工作并借助于具有皮秒或飞秒范围内脉冲宽度的第二激光器产生的第二波纹状结构相重叠。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，为了制造掩模或光阑，使用飞秒激光器，其辐射产生由于增强的粗糙度而对基片上的激光光束不透明的表面，优选地，透明石英片。

10.如权利要求1或8所述的方法，其特征在于，在工件表面上产生结构期间，借助于衍射计测量这些结构，并且，所测量的值用于调整光束强度和/或成像和聚焦光学器件。

11.一种用于实现如权利要求1所述方法的设备，其特征在于，在激光器(1)和其成像光学器件(8)之间，至少安装一个掩模和光阑组合(18、6)，并且，多个掩模和光阑组合被安装在交换器设备(28、53、54)中，该交换器设备适合于在激光器(1)的光束光路(29)上彼此独立地放置一个掩模(18)和一个光阑(6)，掩模(18、18A-18E、18/1-18/9)和光阑(6、6A-6E)能线性地或旋转地移位，还能绕着其自身在支架(31A到31E；34A到34E)中旋转。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，交换器设备(54)中的掩模(18)和光阑(6)的每一个被放置在固定装置(55、56)中，而后者被安装在相应的匣中。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，它包括皮秒或飞秒范围内的第二激光器(15)，该设备包括装置(32、32F)，用于先把将要构造的目标(10)的表面(9)放置在第一激光光束(2)的成像光学器件(8)的成像平面上，再将其放置在第二激光光束(2F)的聚焦光学器件(8F)的聚焦平面上。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，第一激光器(1)是波长为248nm的氟化氪(KrF)准分子激光器，或波长为193nm的氟化氩(ArF)准分子激光器，或波长为157nm的氟(fluor)激光器，或波长为308nm的氯化氙(XeCl)准分子激光器，而用于产生波纹结构的第二激光器是中心波长为775nm的飞秒激光器(15)，或具有波长为1064nm或者532nm的倍频波长的Nd:YAG型皮秒激光器。

15.如权利要求13所述的设备，其特征在于，它包括衍射计(12)，该衍射计具有至少一个用于测量分别由准分子激光器和飞秒激光器结构所反射和衍射的辐射(14、14F)的CCD阵列(80、80F)。

16.如权利要求13所述的设备，用于在压花辊子或压花模上构造区域，以在包装箔上压印认证特征和/或光学衍射有效区域。

17.如权利要求13所述的设备，用于在涂敷的或无涂敷的手表零件、硬币或宝石上构造区域，以产生认证特征和/或光学衍射有效标记。