一種用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)及凹面閃耀光柵制作方法技術(shù)

本申請涉及凹面閃耀光柵制作技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)及凹面閃耀光柵制作方法，制作凹面閃耀光柵時先在凹面光柵基底上黏貼軟膜并在其上涂覆成型光刻膠光柵層，然后再將軟膜剝離凹面光柵基底并黏貼至平面基底上，以光刻膠光柵層為掩模將軟膜蝕刻為軟膜光柵，由于其蝕刻的掩模是在凹形光柵基底上顯影成型的，因此其最終的光柵結(jié)構(gòu)能夠精準的匹配凹形光柵基底，另一方面，由于去光柵結(jié)構(gòu)是在平面基底上進行離子束蝕刻的，其不會受到凹形光柵基底的影響，能夠有效降低其制造難度并提高制造精度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本申請涉及凹面閃耀光柵制作
，特別涉及。
技術(shù)介紹
光柵是一種應(yīng)用非常廣泛而重要的高分辨率的色散光學(xué)元件，在現(xiàn)代光學(xué)儀器中占有相當重要的地位。單個柵縫衍射主極大方向?qū)嶋H上既是光線的幾何光學(xué)傳播方向，也是整個多縫光柵的零級方向，它集中著光能，而又不能把各種波長分開，而實際應(yīng)用中則偏重于將盡可能多的光能集中在某一特定的級次上。為此需要將衍射光柵刻制成具有經(jīng)過計算確定的槽形，使單個柵槽衍射的主極大方向(或光線幾何光學(xué)傳播方向)與整個光柵預(yù)定的衍射級次方向一致，這樣可使大部分光能量集中在預(yù)定的衍射級次上。從這個方向探測，光譜的強度最大，這種現(xiàn)象稱為閃耀(blaze)，這種光柵稱為閃耀光柵。閃耀使得光柵的衍射效率得到極大的提高。閃耀光柵一般又分為平面閃耀光柵和、凸面閃耀光柵和凹面閃耀光柵。其中凹面閃耀光柵集色散、聚焦、平像場等功能于一體，是便攜式光柵光譜儀器等光學(xué)儀器的關(guān)鍵元件，直接決定著這些光學(xué)儀器的最終質(zhì)量。現(xiàn)有技術(shù)中，閃耀光柵的主要制作方法有以下幾類: A.機械刻劃 機械刻劃是用金剛石刻刀在金、鋁等基底材料上刻劃出光柵的方法，早期的閃耀光柵大多用該方法制作。然而，機械刻劃光柵會產(chǎn)生鬼線，表面粗糙度及面形誤差大，嚴重降低了衍射效率。B.全息曝光顯影 通過全息曝光顯影在光刻膠上制作閃耀光柵的方法源于20世紀60-70年代。Sheriden申請了駐波法，通過調(diào)整基片與曝光干涉場之間的角度，在光刻膠內(nèi)形成傾斜的潛像分布，顯影后就能得到具有一定傾角的三角形光柵。Schmahl等人提出了 Fourier合成法，把三角槽形分解為一系列正弦槽形的疊加，依次采用基波條紋、一次諧波條紋等進行多次曝光，經(jīng)顯影即可獲得近似三角形的輪廓。然而，光刻膠閃耀光柵的槽形較差，閃耀角等參數(shù)無法精確控制，因此一直沒有得到推廣。C.全息離子束刻蝕 離子束刻蝕是一種應(yīng)用十分廣泛的微細加工技術(shù)，它通過離子束對材料濺射作用達到去除材料和成形的目的，具有分辨率高、定向性好等優(yōu)點。全息離子束刻蝕閃耀光柵的一般制作工藝是先在石英玻璃基底表面涂布光刻膠，經(jīng)過全息曝光、顯影、定影等處理后，基底上形成表面浮雕光刻膠光柵掩模，再以此為光刻膠光柵掩模，進行離子束刻蝕。利用掩模對離子束的遮擋效果，使基底的不同位置先后被刻蝕，將光刻膠刻完后就能在基底材料上得到三角形槽形。離子束刻蝕閃耀光柵具有槽形好，閃耀角控制較精確，粗糙度低等優(yōu)點，在工程中得到了廣泛應(yīng)用。然而對于凹面閃耀光柵，由于受凹面基底幾何形狀的限制，凹面光柵很難直接采用離子束刻蝕來制作閃耀凹面光柵，例如對凹面基底中間凹陷部分進行蝕刻時，離子束為避免受到凹面基底兩側(cè)的阻擋導(dǎo)致照射角度可變化范圍小，因此凹面閃耀光柵的槽型無法精確控制，其制作難度大且衍射效率低，這成為其應(yīng)用瓶頸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本申請的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種便于制作的凹面閃耀光柵以及該凹面閃耀光柵的制作方法。本申請的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn): 提供一種凹面閃耀光柵的制作方法，包括: 步驟A:將可彎曲形變的軟膜黏貼在凹面光柵基底的工作面上； 步驟B:在軟膜上涂覆光刻膠層，并對所述光刻膠層進行干涉光刻，形成光刻膠光柵層； 步驟C:將覆蓋有光刻膠光柵層的軟膜從凹面光柵基底上剝離并固定至一非凹面的蝕刻基底的工作面上； 步驟D:以所述光刻膠光柵層為掩模，對軟膜進行離子束刻蝕，將光刻膠光柵層的光柵圖形轉(zhuǎn)移到軟膜上，形成軟膜光柵； 步驟E:將軟膜光柵從平面基底上取下并將其黏貼回凹面光柵基底。其中，所述步驟A包括: 步驟Al:在凹面光柵基底的工作面上鍍上分離層； 步驟A3:將分離層與軟膜粘接。其中，所述步驟A還包括: 步驟A2:在所述分離層上鍍上一層反射層。其中，所述步驟C中所述的蝕刻基底為平面基底。其中，所述步驟C包括: 步驟Cl:在非凹面基底上鍍上分離層； 步驟C3:將分離層與軟膜粘接。其中，所述步驟C還包括: 步驟C2:在所述分離層上鍍上一層反射層。其中，所述步驟D包括: 步驟Dl:將待蝕刻的軟膜分為多個蝕刻區(qū)域，對每個區(qū)域逐一進行蝕刻； 步驟D2:對一蝕刻區(qū)域進行蝕刻時，根據(jù)由曲面變?yōu)槠矫娴倪^程中該蝕刻區(qū)域所對應(yīng)的光刻膠光柵層的槽型傾斜角度調(diào)整離子束照射角度，同時阻擋其他蝕刻區(qū)域以避免離子束照射其他蝕刻區(qū)域。其中，所述步驟E包括永久性黏貼步驟:用紫外線照射軟膜光柵使軟膜光柵與凹面光柵基底的接觸面等離子氧化。還提供一種用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)，包括凹面光柵基底，其特征在于:還包括可分離粘接于所述凹面光柵基底的工作面上的可彎曲形變的軟膜。其中，所述軟膜為PDMS材料制成的軟膜。本申請的有益效果:本申請?zhí)峁┝艘环N用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)和利用該凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)制作凹面閃耀光柵的方法，制作凹面閃耀光柵時先在凹面光柵基底上黏貼軟膜并在其上涂覆成型光刻膠光柵層，然后再將軟膜剝離凹面光柵基底并黏貼至平面基底上，以光刻膠光柵層為掩模將軟膜蝕刻為軟膜光柵，由于其蝕刻的掩模是在凹形光柵基底上顯影成型的，因此其最終的光柵結(jié)構(gòu)能夠精準的匹配凹形光柵基底，另一方面，由于去光柵結(jié)構(gòu)是在平面基底上進行離子束蝕刻的，其不會受到凹形光柵基底的影響，能夠有效降低其制造難度并提高制造精度。【附圖說明】利用附圖對本申請作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本申請的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。圖1為本申請一種便于制作的凹面閃耀光柵在制作步驟A中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本申請一種便于制作的凹面閃耀光柵在制作步驟B中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本申 請一種便于制作的凹面閃耀光柵在制作步驟C中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本申請一種便于制作的凹面閃耀光柵的最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1至圖4中包括有: I——凹面光柵基底、2——軟膜、20——軟膜光柵、3——光刻膠光柵層、4——平面基。【具體實施方式】結(jié)合以下實施例對本申請作進一步描述。本申請用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)的【具體實施方式】，如圖1所示，包括:凹面光柵基底I和固定于所述凹面光柵基底I的工作面上的可彎曲形變的軟膜2，所述軟膜2與凹面光柵基底可分離粘接。通過該用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)可方便制得凹面閃耀光柵，該凹面閃耀光柵結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括:凹面光柵基底I和固定于所述凹面光柵基底I的工作面上的可彎曲形變的軟膜光柵20，所述軟膜光柵20在平面基板上經(jīng)離子束蝕刻成型其光柵結(jié)構(gòu)。其中，所述軟膜2為PDMS材料制成的軟膜2。PDMS材料是具有非易燃性的透明彈性體，十分適合本制造方法的要求。其中，所述凹面光柵基底I是由玻璃材料制成的凹面光柵基底I。上述凹面閃耀光柵的制作方法如下: 步驟A:將軟膜2黏貼在凹面光柵基底I的工作面上，如圖1所示，具體的，步驟A包括:步驟Al:在凹面光柵基底I的工作面上鍍上硅油膜層以形成分離層；(當然，也可以采用其他離型劑來制作分離層); 步驟A2:在所述硅油膜 層上鍍上一層反射層； 步驟A3:在反射層上涂覆環(huán)氧樹脂膠，將軟膜2覆蓋在所述環(huán)氧樹脂膠上并壓平排除氣泡；步驟A4:將凹面光柵基底I置于烘烤箱中烘烤以使環(huán)氧樹脂膠固化。本處采用離型劑硅油來形成分離層，這樣本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種凹面閃耀光柵的制作方法，其特征在于包括：步驟A：將可彎曲形變的軟膜黏貼在凹面光柵基底的工作面上；步驟B：在軟膜上涂覆光刻膠層，并對所述光刻膠層進行干涉光刻，形成光刻膠光柵層；步驟C：將覆蓋有光刻膠光柵層的軟膜從凹面光柵基底上剝離并固定至一非凹面的蝕刻基底的工作面上；步驟D：以所述光刻膠光柵層為掩模，對軟膜進行離子束刻蝕，將光刻膠光柵層的光柵圖形轉(zhuǎn)移到軟膜上，形成軟膜光柵；步驟E：將軟膜光柵從平面基底上取下并將其黏貼回凹面光柵基底。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種凹面閃耀光柵的制作方法,其特征在于包括: 步驟A:將可彎曲形變的軟膜黏貼在凹面光柵基底的工作面上； 步驟B:在軟膜上涂覆光刻膠層，并對所述光刻膠層進行干涉光刻，形成光刻膠光柵層； 步驟C:將覆蓋有光刻膠光柵層的軟膜從凹面光柵基底上剝離并固定至一非凹面的蝕刻基底的工作面上； 步驟D:以所述光刻膠光柵層為掩模，對軟膜進行離子束刻蝕，將光刻膠光柵層的光柵圖形轉(zhuǎn)移到軟膜上，形成軟膜光柵； 步驟E:將軟膜光柵從平面基底上取下并將其黏貼回凹面光柵基底。2.如權(quán)利要求1所述的一種凹面閃耀光柵制作方法，其特征在于所述步驟A包括: 步驟Al:在凹面光柵基底的工作面上鍍上分離層； 步驟A3:將分離層與軟膜粘接。3.如權(quán)利要求2所述的一種凹面閃耀光柵制作方法，其特征在于所述步驟A還包括: 步驟A2:在所述分離層上鍍上一層反射層。4.如權(quán)利要求1所述的一種凹面閃耀光柵制作方法，其特征在于所述步驟C中所述的蝕刻基底為平面基底。5.如權(quán)利要求1所述的一種凹面閃耀光柵制作方法，其特征在于所述步驟C包括...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周倩，田瑞，庾健航，
申請(專利權(quán))人：東莞市金達照明有限公司，清華大學(xué)深圳研究生院，
類型：發(fā)明
國別省市：