[发明专利]一种全息双闪耀光栅的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种衍射光学元件的制备方法，具体涉及一种全息双闪耀光栅的制备方法。

背景技术

光栅是一种应用非常广泛而重要的高分辨率的色散光学元件，在现代光学仪器中占有相当重要的地位。

众所周知，单个栅缝衍射主极大方向实际上既是光线的几何光学传播方向，也是整个多缝光栅的零级方向，它集中着光能，而又不能把各种波长分开，而实际应用中则偏重于将尽可能多的光能集中在某一特定的级次上。为此需要将衍射光栅刻制成具有经过计算确定的槽形，使单个栅槽衍射的主极大方向(或光线几何光学传播方向)与整个光栅预定的衍射级次方向一致，这样可使大部分光能量集中在预定的衍射级次上。从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀(blaze)，这种光栅称为闪耀光栅。闪耀使得光栅的衍射效率得到极大的提高。

闪耀光栅虽然有着很多的优点，但是在宽波段上，如从紫外到红外波段都想获得较高的衍射效率，还是很困难，为此，出现了全息双闪耀光栅产品，以实现宽波段内，均有较高的，均匀的衍射效率。全息双闪耀光栅由于具有宽波段的高效率优势，具有非常广阔的市场前景。

在申请号为CN200910231737.3的中国专利申请文件中，公开了一种全息双闪耀光栅的制作方法，该方法先在基片上制作出A闪耀角的光栅，然后遮挡A区域，再在B区域上制作具有B闪耀角的光栅。两种不同闪耀角的闪耀光栅均采用采用全息离子束刻蚀方法，即先在表面制作光刻胶光栅掩模，然后用斜向离子束刻蚀，在基片上制作出三角形的闪耀光栅。通过控制前后A、B两区域上的光刻胶厚度，实现双闪耀角的制作。

然而在上述的方法中，光刻胶经过光刻工艺之后形成的光栅，其占宽比槽深以及槽形很难实现精确控制，另外在斜向离子束刻蚀的时候，由于光刻胶和基片材质上的差异，会出现刻蚀速率不一致，导致最终形成的闪耀光栅，其闪耀角与预期的存在误差，没有办法实现精确控制。

为此，有必要寻求一种新的制作全息双闪耀光栅的方法，解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够精确控制双闪耀角的全息双闪耀光栅的制作方法。该全息双闪耀光栅的两个闪耀角分别是A闪耀角和B闪耀角，双闪耀光栅分为两个区，对应A闪耀角的为A光栅区，对应B闪耀角的为B光栅区。

该制作方法包括步骤：

1)在基片上第一次涂布光刻胶；

2)对所述光刻胶层进行光刻，形成第一光刻胶光栅；

3)遮挡所述B光栅区，在A光栅区上，以所述第一光刻胶光栅为掩模，对基片进行正向离子束刻蚀，将第一光刻胶光栅结构转移到基片上，形成A光栅区的同质光栅，刻蚀深度由A闪耀角决定；

4)清洗基片，去除剩余光刻胶；

5)继续遮挡B光栅区，以所述A光栅区的同质光栅为掩模，对基片进行斜向Ar离子束扫描刻蚀，利用同质光栅掩模对离子束的遮挡效果，使基片材料的不同位置先后被刻蚀，形成A闪耀角的闪耀光栅；

6)在基片上第二次涂布光刻胶；

7)先遮挡B光栅区，利用已制备完成的A光栅区，采用光学莫尔条纹法进行莫尔条纹对准，然后撤掉遮挡进行第二次光刻，制作第二光刻胶光栅，所述第二光刻胶光栅与第一光刻胶光栅的周期一致；

8)遮挡所述A光栅区，在B光栅区上，以所述第二光刻胶光栅为掩模，对基片进行正向离子束刻蚀，将第二光刻胶光栅转移到基片上，形成B光栅区的同质光栅，刻蚀深度由B闪耀角决定；

9)清洗基片，去除剩余光刻胶；

10)继续遮挡A光栅区，以所述B光栅区的同质光栅为掩模，对基片进行斜向Ar离子束扫描刻蚀，利用同质光栅掩模对离子束的遮挡效果，使基片材料的不同位置先后被刻蚀，形成B闪耀角的闪耀光栅；

11)清洗基片，得到双闪耀角的闪耀光栅。

可选的，在对A光栅区进行所述正向离子束刻蚀前，还包括对第一光刻胶光栅进行灰化处理，以调节第一光刻胶光栅结构的占宽比。

可选的，在对B光栅区进行所述正向离子束刻蚀前，还包括对第二光刻胶光栅进行灰化处理，以调节第二光刻胶光栅结构的占宽比。