[實(shí)用新型]一種用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)及一種便于制作的凹面閃耀光柵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320767780.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203838359U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周倩;田瑞;庾健航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市金達(dá)照明有限公司;清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): G02B5/18
• 分類號(hào): G02B5/18;G03F7/20
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 雷利平

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)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)及一種便于制作的凹面閃耀光柵。

背景技術(shù)

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(dāng)重要的地位。

單個(gè)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(gè)多縫光柵的零級(jí)方向，它集中著光能，而又不能把各種波長(zhǎng)分開(kāi)，而實(shí)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(jí)次上。為此需要將衍射光柵刻制成具有經(jīng)過(guò)計(jì)算確定的槽形，使單個(gè)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(gè)光柵預(yù)定的衍射級(jí)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(jí)次上。從這個(gè)方向探測(cè)，光譜的強(qiáng)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(chǎng)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(jī)械刻劃

機(jī)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(jī)械刻劃光柵會(huì)產(chǎn)生鬼線，表面粗糙度及面形誤差大，嚴(yán)重降低了衍射效率。

B.?全息曝光顯影

通過(guò)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(jì)60-70?年代。Sheriden?申請(qǐng)了駐波法，通過(guò)調(diào)整基片與曝光干涉場(chǎng)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(jìn)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(wú)法精確控制，因此一直沒(méi)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(xì)加工技術(shù)，它通過(guò)離子束對(duì)材料濺射作用達(dá)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(diǎn)。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(guò)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(jìn)行離子束刻蝕。利用掩模對(duì)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(diǎn)，在工程中得到了廣泛應(yīng)用。

然而對(duì)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(lái)制作閃耀凹面光柵，例如對(duì)凹面基底中間凹陷部分進(jìn)行蝕刻時(shí)，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(wú)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。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)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(qǐng)的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

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，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。

其中，所述凹面光柵基底與軟膜之間鍍有分離層。

其中，所述分離層是由硅油膜制成的的分離層。

其中，所述分離層上設(shè)置有反射層。

其中，所述凹面光柵基底是由玻璃材料制成的凹面光柵基底。

還提供一種便于制作的凹面閃耀光柵，包括凹面光柵基底，還包括固定于所述凹面光柵基底的工作面上的可彎曲形變的軟膜光柵，所述軟膜光柵在平面基板上經(jīng)離子束蝕刻成型其光柵結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)的有益效果：本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于制作凹面閃耀光柵的基材結(jié)構(gòu)，制作凹面閃耀光柵時(shí)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(zhǔn)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(jìn)行離子束蝕刻的，其不會(huì)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(shuō)明