[發明專利]超短脈沖激光誘導自組裝特性進行大面積光柵制作方法

無效

• 申請號: 201410456318.0
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104237989A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 阮昊;卜昌郁
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純;張寧展

1.一種超短脈沖激光誘導自組裝特性進行大面積光柵制作方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

①基板制備：選擇鈦、鎢、鍺、銻、碲或其混合物為制備用的功能材料，在石英玻璃襯底上采用真空鍍膜方法依次制備反射膜、隔熱膜和功能膜；所述的隔熱膜采用ZnS、AlN或SiO₂膜，所述的反射膜采用目前使用的脈沖壓縮光柵的多層介質膜；

②脈沖激光對薄膜進行處理，形成表面光柵結構；

③用多光束并行對光柵制作材料進行處理；

④表面光柵結構向石英玻璃襯底進行轉移。

2.根據權利要求1所述的方法，特征在于所述步驟②：

1)激光必須是線偏振光，在掃描時維持偏振面不變；光柵周期的波矢方向平行于偏振光的電場方向；

2)入射的脈沖激光峰值強度接近但低于功能薄膜的消融閾值；

3)光柵周期根據功能膜的成分與膜厚、入射激光的角度與波長來控制；

4)光柵的槽寬、槽深根據實際要求調節；

5)在保證入射的脈沖激光峰值強度接近但低于功能薄膜的消融閾值的條件下，將激光功率提高至2～3倍，提高大激光光斑面積，直徑不小于10微米，提高激光脈沖的頻率至2倍，實現提高激光掃描速度至2～3倍；

6)激光掃描速度的控制原則是，每個區域脈沖激光進行輻照的次數在1000次以上。

3.根據權利要求1所述的方法，特征在于所述的步驟③：

1)利用多束脈沖激光進行并行處理，在XY平面上，有n束激光光斑斜行排列在一直線上，沿著Y軸方向進行掃描，光柵的波矢方向平行于X軸；激光束之間的距離要至少大于光斑直徑d，以保證光斑之間不互相干擾；同時，相鄰光斑中心點在X軸上的投影的距離應該小于光斑直徑d，使掃描過程中后一個光斑的邊沿能順著Y軸方向接觸到前一個光斑形成的光柵；第一光斑(L1)誘導生成的光柵結構，成為第二光斑(L2)范圍內的散射中心，進一步誘導出無縫連接的周期性光柵結構；同理第二光斑(L2)誘導生成的光柵結構，又成為第三光斑(L3)范圍內的散射中心；依次類推，一直到第n光斑(Ln)誘導生成無縫連接的周期性光柵結構；

2)利用二元光柵元件對一束高能量的激光光束進行n倍分光。

4.根據權利要求1所述的方法，特征在于所述的步驟④：

1)使用化學腐蝕法腐蝕掉未被光柵結構覆蓋的功能膜，在此基礎上利用離子束刻蝕法將表面光柵圖案轉移到玻璃襯底材料中；

2)經過腐蝕清洗，清理殘余的功能膜。