一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109143437A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201811190334.4(22)申请日2018.10.12(71)申请人宁波源禄光电有限公司地址315800浙江省宁波市保税区东区兴业五路7号(72)发明人相连钦祝晓勇(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人安丽(51)Int.Cl.G02B5/18(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图11页(54)发明名称一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法(57)摘要本发明公开了一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，克服制作高密度刻线的衍射光栅过程中，切削刀具刀尖圆角使得光栅衍射效率下降的影响。本发明是一种在机械切削基础上采用离子束刻蚀的方法，通过一块机械切削母板光栅复制而来的子板光栅，在其表面镀上Al或GaAs膜等其他反射膜，并选择合适离子束入射角进行离子束刻蚀，刻槽槽底圆弧部分离子束刻蚀速率比刻槽其它部分快，可清除圆弧，使得圆弧刻蚀成尖角，且光栅闪耀角在离子束刻蚀过程中保持不变，刻槽深度增加，提高光栅衍射效率。与一般全息-离子束刻蚀光栅相比，本发明提供的机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，易于实现小闪耀角简便，易显著提高光栅使用波段的衍射效率等优势。CN109143437ACN109143437A权利要求书1/1页1.一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、机械切削出具有高密度刻线并具有小闪耀角的原刻衍射光栅，原刻衍射光栅作为母板衍射光栅，用于复制子板衍射光栅；步骤二、确定用于复制子板衍射光栅的镀膜材料及膜层厚度；确定离子束在子板衍射光栅表面的入射角，使复制衍射光栅的刻槽槽底圆弧部分得以清除，具有小闪耀角的刻槽轮廓面最宽化；步骤三、对机械切削的原刻衍射光栅进行子板衍射光栅复制，并在复制子板衍射光栅过程中镀膜，用于离子束刻蚀加工；步骤四、子板衍射光栅在离子束入射角情况下，进行离子束刻蚀加工，使得复制衍射光栅的刻槽槽底圆弧部分得以清除。2.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤一中，在恒温下，采用刀尖半径优选0.5um～1.5um圆弧形金刚石切削刀进行精密机床机械切削。3.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤一中，高密度刻线优选为500～600线/mm。4.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤一中，闪耀角小于8°。5.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤一中，原刻衍射光栅的刻槽槽型是呈三角形。6.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤一中，原刻衍射光栅的基底为金属镍或不锈钢。7.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤一中，机械切削原刻衍射光栅的表面面型为曲面或平面。8.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤二中，镀膜材料为金属膜Al或介质膜GaAs，膜层厚度为0.35～0.5um。9.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤二中，入射角φ优选为52～62°。10.根据权利要求1所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述步骤三中，离子束是惰性气体的离子，所述惰性气体的离子包括He、Ar或Kr。11.根据权利要求10所述的一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法，其特征在于：所述惰性气体的离子中加入CCl2F2或O2气体，进行反应式离子刻蚀。2CN109143437A说明书1/9页一种机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法技术领域[0001]本发明涉及一种光谱仪器中所采用的衍射光学元件(衍射光栅)的制作技术领域，具体涉及一种采用机械切削-离子束刻蚀制备光栅方法。背景技术[0002]衍射光栅为光谱仪器中所采用的重要分光元件，而其衍射效率是一项重要技术指标。光栅衍射效率高，有助于提高光谱仪器的信噪比，也有助于提高仪器对弱信号探测能力。[0003]随着国家以及民众对环境安全和保护日益重视和关注，特别对大气污染物以及污染源监测；针对电力和铁路等行业安全运行的电晕放电检测需求；林业部门对森林火灾预警防范需求；以及在生物医学、刑侦、公安文检等领域需求。紫外波段成像光谱仪器在这些领域运用具有其他波段成像光谱仪器无法替代的优势，然而紫外波段的光容易被大气吸收，同时光电探测器在紫外波段探测响应也低，限制着紫外波段成像光谱仪器在这些领域的发展。因此，通过提高紫外波段成像光谱仪器中的衍射光栅的衍射效率是一条成本低、效果显著的