一种衍射光学元器件制备装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种衍射光学元器件制备装置及其制备方法，所述方法包括以下步骤：S1、准备元器件衬底，对元器件衬底进行预处理；S2、设计衍射光学元器件的图案；S3、将元器件衬底的一面确定为加工面，在加工面的一侧通过多个激光器组成的激光器阵列向元器件衬底方向发射激光；S4、根据设计的衍射光学元器件图案控制每个激光器的移动位置，在元器件衬底的加工面上刻画形成多台阶结构；S5、控制每个激光器的激光发射能量，形成不同深度的多台阶结构，即得到多台阶衍射微光学元件。本发明专利技术利用激光阵列实现多台阶或称灰度衍射元器件制备，克服制备步骤复杂的困难，提升良品率，降低成本，能够批量制备。量制备。量制备。

A diffractive optical component preparation device and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种衍射光学元器件制备装置及其制备方法


[0001]本专利技术涉及衍射光学元器件制备
，尤其是指一种衍射光学元器件制备装置及其制备方法。

技术介绍

[0002]衍射光学在社会各个领域一直被广泛应用，衍射光学元器件设计基于应用的需要也变得越来越复杂，随之带来的制备难度也在增加，传统的微纳加工方法已经无法满足需要目前，衍射光学元器件的多台阶设计一直无法突破高精度批量制备。
[0003]目前，衍射元器件的制备主要借助微纳米加工技术：光刻、沉积、刻蚀；最早采用的是光刻技术，这种方法需要多次曝光和刻蚀，以形成多台阶分布的微光栅结构，加工步骤多，制作周期长，且存在套刻误差；而薄膜沉积法是通过在基片表面上沉积一定厚度的薄膜来制成衍射光学元件的方法：首先，对覆盖在基片表面的光刻胶层通过曝光技术形成光栅微结构图形，再通过沉积技术在基片和光刻胶上沉积一层薄膜，完成后洗去光刻胶，则附着在基片上的薄膜便形成了一个二阶的光学元件，重复多次以上操作，可以制作成多台阶衍射光学元件；刻蚀技术将绝缘基板放置在腔室中，通过绝缘基板和当高频功率被提供给绝缘基板时所产生的等离子体中的活性物种之间的化学反应，形成了副产品，同样产生于等离子体中的正离子与副产品碰撞以去除该副产品。
[0004]综上所述，这些技术制备多台阶或称多灰度设计元器件需要多次光刻、沉积和刻蚀，以至于步骤特别复杂，导致良品率急剧下降、成本大幅度增加、批量制备困难。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中传统的微纳加工技术在制备多台阶的衍射光学元器件时步骤复杂、难以批量制备的问题，提供一种衍射光学元器件制备装置及其制备方法，该方法借助可编程激光实现多台阶或称灰度衍射元器件制备，克服制备步骤复杂的困难，提升良品率，降低成本，能够批量制备。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种衍射光学元器件制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、准备元器件衬底，对元器件衬底进行预处理；
[0008]S2、设计衍射光学元器件的图案；
[0009]S3、将元器件衬底的一面确定为加工面，在加工面的一侧通过多个激光器组成的激光器阵列向元器件衬底方向发射激光；
[0010]S4、根据设计的衍射光学元器件图案控制每个激光器的移动位置，在元器件衬底的加工面上刻画形成多台阶结构；
[0011]S5、控制每个激光器的激光发射能量，形成不同深度的多台阶结构，即得到多台阶衍射微光学元件。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，步骤S1中，根据所需制备的衍射光学元器件的大小，选
取大于衍射光学元器件的基片，对基片进行清洗和烘干处理。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，在步骤S2中，设计的衍射光学元器件的图案包括光栅型条状台阶和圆型扇形状台阶。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，根据步骤S2中的衍射光学元器件的图案设置步骤S3中激光器阵列中激光器的分布形式，当图案为光栅型条状台阶时，设置激光器阵列中的激光器为矩形阵列分布。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，在刻画光栅型条状台阶时，选取矩形阵列中一排横向延伸的多个激光器沿竖向延伸方向移动，移动的距离即为条状台阶的宽度，激光器移动的距离小于激光器之间的间距。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，在刻画光栅型条状台阶时，选取矩形阵列中多排横向延伸的多个激光器沿竖向延伸方向移动，同步刻画多台阶结构。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，根据步骤S2中的衍射光学元器件的图案设置步骤S3中激光器阵列中激光器的分布形式，当图案为圆型扇形状台阶时，设置激光器阵列中的激光器为环形阵列分布。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，在刻画圆型扇形状台阶时，选取环形阵列中同一半径上的多个激光器沿圆周面转动，转动的角度即为扇形状台阶的弧面长度，激光器转动的角度小于激光器之间的角度。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，在刻画圆型扇形状台阶时，选取环形阵列中不同半径方向上的多个激光器沿圆周面转动，同步刻画多台阶结构。
[0020]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种衍射光学元器件制备装置，用于实现上述衍射光学元器件制备方法。
[0021]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0022]本专利技术所述的衍射光学元器件制备方法，通过激光器实现对衍射光学元器件的激光刻画制备，并且采用阵列设置的激光器，能够同时实现衍射光学元器件的多台阶的同时制备，相比于现有技术的纳米加工技术，该方法借助可编程激光实现多台阶或称灰度衍射元器件制备，克服制备步骤复杂的困难，提升良品率，降低成本，能够批量制备。
附图说明
[0023]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0024]图1是本专利技术的衍射光学元器件制备方法的步骤流程图；
[0025]图2是本专利技术的激光器阵列呈矩形阵列分布的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术的激光器阵列呈环形阵列分布的结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0028]实施例1
[0029]参照图1所示，本专利技术的一种衍射光学元器件制备方法，包括以下步骤：
[0030]S1、准备元器件衬底，对元器件衬底进行预处理，根据所需制备的衍射光学元器件的大小，选取大于衍射光学元器件的基片，对基片进行清洗和烘干处理。
[0031]S2、根据现有的衍射光学元器件的主要两种形式：光栅型结构和圆型结构，设计的衍射光学元器件的图案包括光栅型条状台阶和圆型扇形状台阶。
[0032]S3、将元器件衬底的一面确定为加工面，在加工面的一侧通过多个激光器组成的激光器阵列向元器件衬底方向发射激光，所述激光器阵列中的激光器为可编程移动激光器，所述激光器能够根据设计的衍射光学元器件的图案移动，在元器件衬底上借助激光能量去除不需要的材料，实现设计的图案；
[0033]根据步骤S2中的衍射光学元器件的图案设置步骤S3中激光器阵列中激光器的分布形式:矩形阵列分布和环形阵列分布。
[0034]S4、根据设计的衍射光学元器件图案控制每个激光器的移动位置，在元器件衬底的加工面上刻画形成多台阶结构；
[0035]在刻画光栅型条状台阶时，选取矩形阵列中一排横向延伸的多个激光器沿竖向延伸方向移动，移动的距离即为条状台阶的宽度，激光器移动的距离小于激光器之间的间距；选取矩形阵列中多排横向延伸的多个激光器沿竖向延伸方向移动，同步刻画多台阶结构；
[0036]刻画圆型扇形状台阶时，选取环形阵列中同一半径上的多个激光器沿圆周面转动，转动的角度即为扇形状台阶的弧面长度，激光器转动的角度小于激光器之间的间距，选取环形阵列中不同半径方向上的多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种衍射光学元器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、准备元器件衬底，对元器件衬底进行预处理；S2、设计衍射光学元器件的图案；S3、将元器件衬底的一面确定为加工面，在加工面的一侧通过多个激光器组成的激光器阵列向元器件衬底方向发射激光；S4、根据设计的衍射光学元器件图案控制每个激光器的移动位置，在元器件衬底的加工面上刻画形成多台阶结构；S5、控制每个激光器的激光发射能量，形成不同深度的多台阶结构，即得到多台阶衍射微光学元件。2.根据权利要求1所述的衍射光学元器件制备方法，其特征在于：在步骤S1中，根据所需制备的衍射光学元器件的大小，选取大于衍射光学元器件的基片，对基片进行清洗和烘干处理。3.根据权利要求1所述的衍射光学元器件制备方法，其特征在于：在步骤S2中，设计的衍射光学元器件的图案包括光栅型条状台阶和圆型扇形状台阶。4.根据权利要求3所述的衍射光学元器件制备方法，其特征在于：根据步骤S2中的衍射光学元器件的图案设置步骤S3中激光器阵列中激光器的分布形式，当图案为光栅型条状台阶时，设置激光器阵列中的激光器为矩形阵列分布。5.根据权利要求4所述的衍射光学元器件制备方法，其特征在于：在刻画光栅型条状...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纯配，张忠山，乔东海，岳春峰，
申请(专利权)人：江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：