[發(fā)明專利]一種基于PDMS的柔性光柵的制作方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911257076.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN111025445B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴厚湖;林慧;袁長(zhǎng)友;馬翠;余明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G02B5/18
• 分類號(hào): G02B5/18
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 范盈

本發(fā)明公開了一種基于PDMS的柔性光柵的制作方法及設(shè)備，該設(shè)備包括底座，不銹鋼環(huán)和不銹鋼圈，底座上設(shè)有凹槽，不銹鋼圈包括第一不銹鋼圈和第二不銹鋼圈，不銹鋼環(huán)、第一不銹鋼圈和第二不銹鋼圈均位于底座的上方、凹槽的外側(cè)并將凹槽均勻包圍，第一不銹鋼圈與不銹鋼環(huán)的內(nèi)側(cè)相鄰，第二不銹鋼圈與不銹鋼環(huán)的外側(cè)相鄰。制作方法為：將母光柵放入凹槽中，將之間的縫隙覆蓋；配置PDMS溶液；旋涂，將PDMS溶液均勻旋涂在整個(gè)底座上；將不銹鋼環(huán)放到相應(yīng)的位置上；將第一不銹鋼圈和第二不銹鋼圈放到相應(yīng)的位置上；將PDMS溶液緩慢倒入第一不銹鋼圈和第二不銹鋼圈之間的區(qū)域；熱固化；揭膜。本發(fā)明可大幅提高制作的成功率，減小在揭膜過(guò)程中可能出現(xiàn)的薄膜破損。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)薄膜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于PDMS的柔性光柵的制作方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，光柵的應(yīng)用多集中在納米尺度，納米級(jí)光柵作為新型的光學(xué)元件，在光子晶體、生物傳感、太陽(yáng)能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面有著很重要的應(yīng)用。近年來(lái)傳統(tǒng)的光柵的制作方法，像機(jī)械刻劃法、電子束曝光法和全息離子束刻蝕法，這些方法生產(chǎn)成本高，周期長(zhǎng)，難以大面積制備，而且這些方法都只能加工出硬質(zhì)光柵，難以制造柔性納米光柵，限制了納米壓印的進(jìn)一步發(fā)展，而利用柔性納米壓印技術(shù)能避免壓印時(shí)與硬模板“硬碰硬”，能夠很大程度減少了制作過(guò)程中因?yàn)檫@產(chǎn)生的缺陷，從而能夠很好的提高光柵的質(zhì)量。

目前，柔性光柵的制作采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)(道康寧Sylgard 184)的基本組份和固化劑以一定的質(zhì)量比混合在燒杯中攪拌并充分混勻，將其放到真空干燥箱中常溫抽真空一定時(shí)間，去除里面的氣泡，得到無(wú)色透明的聚二甲基硅氧烷(PDMS)；將抽真空后的PDMS直接澆注在具有納米結(jié)構(gòu)的母版光柵上，直接放入烘箱固化，固化完成后用鑷子將PDMS柔性光柵剝離，完成柔性光柵的制作。這種直接將一定組分的PDMS溶液澆筑到光柵母模板上，單存依PDMS自身流動(dòng)覆蓋模板上的光柵條紋，無(wú)法保證能將模板光柵上的條紋完全轉(zhuǎn)移，因此會(huì)影響轉(zhuǎn)印精度，同時(shí)采用澆筑的方式也不能保證制作成功的柔性光柵厚度均勻。

現(xiàn)有的所有基于PDMS的光柵薄膜制作方法中，對(duì)PMDS旋涂和揭膜都沒(méi)有確切的說(shuō)明和介紹，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，由于溶劑的配比不同、薄膜厚度不均、光柵表面清潔度、以及固化的時(shí)間長(zhǎng)短等問(wèn)題，造成了在揭膜的過(guò)程中極易出現(xiàn)薄膜固化不均勻而破損的問(wèn)題。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于PDMS的柔性光柵的制作方法及設(shè)備，該方法用時(shí)短，制作效率高，且能保證光柵薄膜完好無(wú)損地從光柵模板上揭下來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種柔性光柵的制作裝置以及使用該裝置制作基于PDMS的柔性光柵的方法，該方法簡(jiǎn)單，成本低廉，周期短，工藝少，過(guò)程可控，解決了目前制作柔性光柵效率低且成功率不高的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種柔性光柵的制作裝置，包括底座，不銹鋼環(huán)和不銹鋼圈，不銹鋼環(huán)、不銹鋼圈和底座之間相互獨(dú)立且互不相連，底座上設(shè)有凹槽4，凹槽用于放置母光柵，不銹鋼圈包括第一不銹鋼圈和第二不銹鋼圈，不銹鋼環(huán)、第一不銹鋼圈和第二不銹鋼圈均位于底座的上方、凹槽的外側(cè)并將凹槽均勻包圍，第一不銹鋼圈與不銹鋼環(huán)的內(nèi)側(cè)相鄰，第二不銹鋼圈與不銹鋼環(huán)的外側(cè)相鄰，第一不銹鋼圈和第二不銹鋼圈的高度均大于不銹鋼環(huán)的厚度。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

進(jìn)一步地，底座上設(shè)有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)有與其相匹配的螺紋棒，螺紋棒與螺紋孔相匹配后螺紋棒剩余的高度大于不銹鋼圈的高度，不銹鋼環(huán)上設(shè)有與螺紋棒相匹配的第一通孔，不銹鋼環(huán)通過(guò)螺紋棒固定于底座上方。

進(jìn)一步地，凹槽的底端設(shè)有至少兩個(gè)第二通孔且對(duì)稱分布，第二通孔不位于凹槽的中心。

進(jìn)一步地，凹槽為正方形。

進(jìn)一步地，正方形凹槽的四個(gè)頂點(diǎn)處分別設(shè)有與凹槽相通的圓孔，圓孔與凹槽同深。