[发明专利]激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构的方法和系统

权利要求书

1.一种采用激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构的方法和系统，其特征在于，使用多光束激光干涉光刻系统，将多个相干激光束组合，对干涉场内的光强度分布进行强弱调制，用调制后重新分布的激光能量烧蚀被加工材料表面，在大面积范围内形成单层或多层微米或纳米级密集的柱形、锥形浮雕或孔结构，形成过滤膜的网孔结构，从而过滤空气和水中的杂质、细菌、病毒等，提高净化空气和水的纯净度。

2.根据权利要求1所述，可使用二光束干涉条纹图案辅助两次曝光被加工材料表面，制成过滤膜网孔结构，其特征在于，在第一次曝光的基础上，将吸附基片材料的工件台或者将干涉光学系统以预先设定的角度旋转，使干涉条纹图案与第一次曝光的图案成预先设定的角度，进行第二次曝光，利用两次干涉图案的强度叠加对基片材料表面进行烧蚀，以更简单灵活的方式产生预期的过滤膜网孔结构。

3.根据权利要求1所述，可使用四光束干涉一次曝光被加工材料表面，制成过滤膜网孔结构，其特征在于，形成的孔结构周围为零曝光线，因此不存在鞍点，中心与边缘的强度比大，这种曝光方式有利于加工深孔。

4.根据权利要求1所述，其特征在于，可以使用特定干涉图案直接大面积曝光涂覆有光敏材料的材料表面，然后刻蚀形成材料表面的微米或纳米级网孔结构。

5.根据权利要求1至4所述，其特征在于，利用激光干涉光刻技术，将多个相干激光束组合，在基片材料上形成孔径大小不同、孔间间距互异的纳米孔阵列，可将上述制备好的基片材料多层叠加，也可按孔径大小的不同依次排列，过滤空气和水中的杂质、细菌、病毒等。

6.根据权利要求1至4所述，其特征在于，利用激光干涉光刻技术，将多个相干激光束组合，形成不同线宽的光栅结构，将制备好的基片材料多层叠加，按线宽的尺寸依次排列，提高空气和水的过滤纯净度。

7.根据权利要求1至4所述，其特征也在于：被曝光或烧蚀的基片材料表面是平面、非平面或任意不规则曲面。

8.根据权利要求1至4所述，在满足光能量阈值允许范围的基础上扩束后，结合移动基片工件台或者干涉光学系统，用多光束干涉图案扫描曝光基片或材料表面，形成超大面积微纳结构过滤膜网孔结构。

9.根据权利要求1至4所述，采用的过滤膜网孔结构的多光束激光干涉光刻系统，其特征在于：通过变换光学器件的相对摆放位置，改变照射到基片材料表面的相干光束的入射角，同时控制曝光能量从而调整被加工材料表面的微细网孔结构的参数。该系统的光刻特征尺寸可通过用线位移或角位移控制系统改变入射光的夹角实现从几纳米到几百微米可调。

10.根据权利要求1所述的系统，通过光学移相或机械位移样品，然后重复曝光或多次曝光插补以实现高密度微纳米过滤膜网孔结构，从而形成高密度过滤膜网孔结构。用重复曝光或多次曝光的方法也可在同一材料表面实现具有微纳米二级孔柱结构的过滤膜。