[發明專利]電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法

有效

• 申請號: 201710499743.1
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107153229B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 史永勝;劉紅忠;尹磊;陳邦道
• 申請（專利權）人: 常州瑞豐特科技有限公司
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張利強

1.一種電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）誘導模板和基材的制備：在基底上形成帶有第一周期性柵狀凸起結構的誘導模板與帶有第二周期性柵狀凸起結構的基材，第一周期性柵狀凸起結構與第二周期性柵狀凸起結構相同，凸起結構都具有導電性，且凸起結構分別與選址開關相連，第一周期性柵狀凸起結構與第二周期性柵狀凸起結構的中的凸起結構厚度均為190-210nm；

（2）基材的處理：首先用低溫等離子體技術處理基材表面，使其有利于粘結和涂覆，然后在基底上涂布一層熱塑性聚合物薄膜，形成聚合物薄膜層，接著將具有高延展性的一層石墨烯轉移到聚合物薄膜層上，形成過渡材料層，最后加熱基材，在石墨烯過渡材料層上涂布一層液態金屬，形成液態金屬層，熱塑性聚合物的玻璃態溫度高于液態金屬的熔點；

（3）誘導模板和基材相對位置的調整：外加位置調整裝置，使誘導模板和基材保持相對平行并有一定間隙，根據光柵柵齒的形貌要求調整誘導模板和基材的相對位置；

（4）電場誘導可調制液態光柵的成型：加熱基材，使熱塑性聚合物處于液態，外加直流電源，在經過調制過程后，降溫至熱塑性聚合物玻璃態溫度以下，保持在液態金屬的熔點以上，液態光柵結構得以定型，最后移除誘導模板，所進行的調制過程為：首先將電源負極通過選址開關與基材上的第二周期性柵狀凸起結構相連，將電源正極通過選址開關與誘導模板上的第一周期性柵狀凸起結構相連，然后根據光柵的柵距要求，通過調制選址開關來控制第一周期性柵狀凸起結構與第二周期性柵狀凸起結構是否帶電，接著保持穩定的電壓，直到光柵結構成型。

2.根據權利要求1所述的電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法，其特征在于，步驟（1）中的基底為低熱膨脹硬質材料基底或零膨脹硬質材料基底；采用光刻或納米壓印的方法形成帶有第一周期性柵狀凸起結構的誘導模板與帶有第二周期性柵狀凸起結構的基材。

3.根據權利要求1所述的電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法，其特征在于，步驟（2）中采用加熱后壓印的方法在基底上涂布一層熱塑性聚合物薄膜，形成聚合物薄膜層。

4.根據權利要求1所述的電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法，其特征在于，步驟（2）中用逆輥壓印或平板轉印技術將具有高延展性的一層石墨烯轉移到聚合物薄膜層上，形成過渡材料層，最后加熱基材，利用旋轉涂膠工藝在石墨烯過渡材料層上涂布一層液態金屬，形成液態金屬層。

5.根據權利要求1所述的電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法，其特征在于，步驟（2）中的石墨烯過渡材料層的厚度為30-50nm，聚合物薄膜層的厚度為1-500μm。

6.根據權利要求1所述的電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法，其特征在于，步驟（2）中的液態金屬為鎵系金屬或錫銦合金，液態金屬的熔點低于50℃，液態金屬層的厚度為30-200nm。

7.根據權利要求1所述的電場誘導成型可調制液態光柵的制造方法，其特征在于，步驟（2）中加熱基材時的溫度在液態金屬熔點以上，在熱塑性聚合物玻璃態溫度之下。