[發(fā)明專利]一種納米級光柵的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310716503.4
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103645533A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟現(xiàn)柱;王明紅;張黎明;任忠民
• 申請（專利權(quán)）人: 聊城大學(xué)
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)計(jì)量器件領(lǐng)域，具體說涉及一種光柵及其制備工藝。特別提供了一種利用多層膜技術(shù)制備光柵常數(shù)可以達(dá)到納米數(shù)量級的納米級光柵(特別是平面反射光柵)的制備技術(shù)。

背景技術(shù)

光柵是一種由密集、等間距平行刻線構(gòu)成的、可以使入射光的振幅或相位(或兩者同時(shí))受到周期性空間調(diào)制的光學(xué)元件。目前使用的反射光柵大多在具有反射性能的基底上通過刻痕方法制備的，其中光柵暗條紋是基底上的刻痕，亮條紋是具有反射性能的基底；透射光柵大多是通過鍍膜方法將光柵線條制作在玻璃板或其他具有透光性能的基底上制備的，其中光柵暗條紋大多是玻璃表面上的三氧化二鉻線條，亮條紋是具有透光性能的玻璃本身。光柵的分辨本領(lǐng)決定于光柵常數(shù)。上述方法制備的光柵可以達(dá)到10000線／毫米，但其光柵常數(shù)無法達(dá)到納米數(shù)量級，因而不能制備一些光柵常數(shù)要求更精密的光柵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有光柵制備技術(shù)的不足，提供一種光柵常數(shù)可以達(dá)到納米數(shù)量級的納米級光柵(特別是平面反射光柵)及其制備技術(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種納米級光柵，特別是平面反射光柵。其特征在于：光柵的亮條紋和暗條紋由多層膜各層薄膜材料的橫截面構(gòu)成，其中亮條紋為多層膜中反光材料薄膜的橫截面，能夠反射特定波長的光波，暗條紋為多層膜中透光材料(或吸光材料)薄膜的橫截面，能夠透射(或吸收)特定波長的光波。

上述納米級光柵的制備方法，其特征在于采用下述方法進(jìn)行制造：首先利用多層膜制備技術(shù)，由反光材料和透光材料(或吸光材料)交替沉積形成一定厚度的多層膜，然后垂直于多層膜中各層薄膜對多層膜進(jìn)行切割，切割得到的截面即為由反光材料薄膜和透光材料(或吸光材料)薄膜的橫截面交替排列的平面反射光柵，其中亮條紋為多層膜中反光材料薄膜的橫截面，能夠反射特定波長的光波，暗條紋為多層膜中透光材料(或吸光材料)薄膜的橫截面，能夠透射(或吸收)特定波長的光波。。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)：

①這種方法制備的納米級光柵，只需要兩步驟，第一步交替沉積形成多層膜，第二步切割形成納米級光柵，因此工序簡單；

②一次交替沉積形成一定厚度的多層膜后，可以切割形成很多片納米級光柵，因此制作適合大批量制備生產(chǎn)納米級光柵；

③這種方法制備的納米級光柵，其光柵常數(shù)可以很小，能夠達(dá)到納米數(shù)量級，是其他光柵制備方法無法比擬的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括亮條紋1，暗條紋2，亮條紋1為多層膜中的反光材料薄膜，暗條紋1為多層膜中的透光材料(或吸光材料)薄膜。

下面以磁控濺射鍍膜為例對本發(fā)明的制備方法進(jìn)行詳細(xì)的說明：

①將單面拋光基片用酒精等超聲清洗15～30分鐘，經(jīng)電吹風(fēng)吹干后，放入超高真空磁控濺射設(shè)備基片臺上準(zhǔn)備鍍膜；

②將需要濺射的反光材料和透光材料(或吸光材料)靶材安放在靶材座上，通過調(diào)整電源的功率控制靶的濺射率；

③濺射過程中，先在基片上鍍一層較厚的納米級反光材料層，以這層反光材料層作為透光材料(或吸光材料)生長的模板，在這層反光材料層上面鍍一層納米級透光材料(或吸光材料)層，這樣交替沉積反光材料層和透光材料(或吸光材料)層形成納米級多層膜；

④多層膜中的反光材料層和透光材料(或吸光材料)層厚度取決于光柵常數(shù)，最終達(dá)到的多層膜厚度和層數(shù)取決于所需要的光柵長度；

⑤取上述制備的多層膜，垂直于多層膜中各層薄膜對多層膜進(jìn)行切割。切割得到的截面即為反光材料薄膜和透光材料(或吸光材料)薄膜的橫截面交替排列的平面反射光柵，其中亮條紋為多層膜中反光材料薄膜的橫截面，能夠反射特定波長的光波，暗條紋為多層膜中透光材料(或吸光材料)薄膜的橫截面，能夠透射(或吸收)特定波長的光波。

上述步驟給出了納米級光柵的一種制備方法，這種方法制備的光柵，其光柵常數(shù)可以很小，可以達(dá)到納米數(shù)量級，且工序簡單，也適合大批量制備生產(chǎn)納米級光柵。