[發明專利]一種PDMS材料柔性變角度陣列衍射光學器件的制作方法

有效

• 申請號: 201710985680.0
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107783215B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 董文;樂孜純;熊啟源;付明磊;盧智易
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B27/48
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種PDMS材料柔性變角度陣列衍射光學器件的制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：制備好包含N組一維二元衍射光學結構的柔性變角度陣列衍射光學器件掩模版備用；

步驟2：選擇硅片作為基底材料，并進行清洗；

步驟3：在經過步驟2的清潔硅片上涂敷光刻膠，所述光刻膠必須是與聚二甲基硅氧烷PDMS不會產生化學反應、不會互溶、且易于與其分離的光刻膠類型，對涂敷好的光刻膠進行前烘，使用步驟1的掩模版進行曝光，再進行顯影和后烘固化，形成光刻膠衍射圖形；

步驟4：采用干法刻蝕設備，對步驟3的光刻膠圖形進行表面粗糙化處理；

步驟5：配制液態的聚二甲基硅氧烷PDMS備用，所述液態的聚二甲基硅氧烷為黏稠液體，是一種具有不同聚合度鏈狀結構的有機硅氧烷混合物，為無色、無味、無毒、不易揮發的液體；

步驟6：將步驟5的液態聚二甲基硅氧烷PDMS滴入步驟4的光刻膠結構，一邊滴入一邊加熱固化，滴入的液態聚二甲基硅氧烷PDMS材料要完全覆蓋光刻膠結構；

步驟7：經步驟6之后，光刻膠結構圖形轉移到聚二甲基硅氧烷PDMS材料上并形成固態，固態的聚二甲基硅氧烷PDMS材料稱為硅膠，是無毒、疏水性的惰性物質，且為非易燃性、低楊氏模量的結構高彈性透明體；

步驟8：將固化后的聚二甲基硅氧烷PDMS材料從光刻膠結構上剝離，制成柔性變角度陣列衍射光學器件，所述柔性變角度陣列衍射光學器件由N個陣列排布的衍射光學器件單元組成，每個衍射光學器件單元包括一組所述一維二元衍射光學結構，N是正整數，N≧2，所述變角度是指陣列中的N個衍射光學器件單元都與X軸所夾傾角不同，該傾角即為衍射光學器件單元所包括的一維二元衍射光學結構與X軸所夾傾角，其中，X軸是沿著上述陣列排布方向的軸。

2.如權利要求1所述的一種PDMS材料柔性變角度陣列衍射光學器件的制作方法，其特征在于：所述步驟3中，光刻膠的涂敷厚度在480納米至520納米之間。

3.如權利要求1或2所述的一種PDMS材料柔性變角度陣列衍射光學器件的制作方法，其特征在于：所述步驟6中，控制固化后的聚二甲基硅氧烷PDMS高出光刻膠結構的厚度在0.1毫米至2.5毫米之間，所述固化溫度在70度至90度范圍，固化時間在50分鐘至70分鐘。

4.如權利要求1或2所述的一種PDMS材料柔性變角度陣列衍射光學器件的制作方法，其特征在于：所述柔性變角度陣列衍射光學器件制作在聚二甲基硅氧烷PDMS材料上，由N組一維二元衍射光學結構首尾連接而成，所述一維二元衍射光學結構包括光柵結構和光學微結構，所述一維是指衍射光學結構為一維圖案，所述二元是指因衍射光學結構深度所形成的光程差是二值化的。

5.如權利要求4所述的一種PDMS材料柔性變角度陣列衍射光學器件的制作方法，其特征在于：所述光學微結構為基于偽隨機序列的光學微結構、基于M序列的光學微結構或基于Barker碼的光學微結構。

6.如權利要求4所述的一種PDMS材料柔性變角度陣列衍射光學器件的制作方法，其特征在于：所述一維二元衍射光學結構的深度h與柔性材料的折射率有關，其范圍在480nm至520nm。