[發明專利]一種基于時序控制的二維光柵高效制造方法

在審

• 申請號: 202110135180.4
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112764145A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉紅忠;蔡崇文;葉國永;史永勝;尹磊;雷彪;牛東
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種基于時序控制的二維光柵高效制造方法，先清洗導軌上表面，然后涂布光刻膠；再打開線光源預熱，將導軌放置在勻速移動平臺上，把掩膜版和時序開關依次布置在導軌上方；導軌勻速運動，通過時序信號控制時序開關的通斷，從而控制線光源是否對光刻膠進行曝光，實現用時序信號與導軌速度控制柵距；然后配置顯影液，將曝光后的導軌放入顯影液中顯影；最后對顯影后的導軌進行刻蝕，然后去除光刻膠，得到導軌共體二維光柵；本發明直接在導軌表面制造二維光柵，降低光柵與導軌粘貼的不穩定性以及裝配誤差；利用時序信號的精確時間插分實現光柵柵距的空間插分，有效提高光柵的制造精度，同時提高光柵的加工效率。

技術領域

本發明屬于精密制造光柵技術領域，具體涉及一種基于時序控制的二維光柵高效制造方法。

背景技術

光柵共體制造是將光柵尺與被測對象一體化制造，能有效的提高系統工作過程中的穩定性和降低系統裝配誤差。以數控機床或精密定位平臺中的導軌為例，將二維光柵直接制造在導軌表面來實現直線導軌的直線導向與定位測量功能，相比于傳統的在導軌外側粘貼或螺栓固定兩個光柵尺，能有效的降低系統裝配誤差。

而針對于這種狹長二維光柵的制造，由于其長寬比特別大，傳統光刻方法需要特別大的掩膜版，制成的光柵存在幅面限制、拼接問題。同時傳統方法是利用掩模板的柵距來控制光柵柵距，固定的掩模板柵距只能制造柵距和占空比固定的光柵，當制作不同柵距的二維光柵時，需要頻繁的更換掩模板，大大的降低了加工效率。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于時序控制的二維光柵高效制造方法，直接在導軌表面制作二維光柵，降低二維光柵與導軌粘貼的不穩定性以及裝配誤差，提高二維光柵的制造精度及加工效率。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種基于時序控制的二維光柵高效制造方法，包括以下步驟：

1)清洗導軌上表面，然后涂布光刻膠；

2)打開線光源預熱，將導軌放置在勻速移動平臺上，把掩膜版和脈沖開關依次布置在導軌上方；導軌勻速運動，通過時序信號控制時序開關的通斷，從而控制線光源是否對光刻膠進行曝光，實現時序信號與導軌速度控制柵距；

3)配置顯影液，將曝光后的導軌顯影；

4)對顯影后的導軌進行刻蝕，然后去除光刻膠，得到共體導軌二維光柵。

所述的步驟1)中光刻膠為EPG535或EPG510，涂布的厚度為0.7～3μm。

所述的步驟2)中實現時序信號與導軌速度控制柵距，具體為：

P＝v/f

a＝a_f

其中P為二維光柵柵距,a為二維光柵的占空比，f為時序信號頻率，a_f為時序信號的占空比，v為導軌速度。

所述的步驟2)中掩膜版柵距為0.1-100μm。

所述的步驟2)中導軌勻速運動速度v＝0.1-10mm/s。

所述的步驟2)中控制時序開關的時序信號的頻率f＝0.01-10khz。

所述的步驟4)中所得到共體導軌二維光柵的柵距為0.1-100μm，占空比為20-80％，共體導軌二維光柵在導軌運行方向的長度為1-50m。

本發明的有益效果為：

由于二維光柵與導軌一體化制造，所以降低光柵與導軌粘貼的不穩定性以及裝配誤差；由于利用時序信號的精確時間插分實現光柵柵距的空間插分，所以有效提高光柵的制造精度，同時提高光柵的加工效率。

附圖說明