[发明专利]一种PDMS材料柔性变角度阵列衍射光学器件的制作方法

说明书

一种PDMS材料柔性变角度阵列衍射光学器件的制作方法，包括以下步骤：步骤1：制备好包含N组一维二元衍射光学结构的柔性变角度阵列衍射光学器件掩模版；步骤2：选择硅片作为基底材料，并进行清洗；步骤3：在硅片上涂敷光刻胶，形成光刻胶衍射图形；步骤4：采用干法刻蚀设备，光刻胶图形进行表面粗糙化处理；步骤5：配制液态的PDMS；步骤6：将液态PDMS滴入光刻胶结构；步骤7：经步骤6之后，光刻胶结构图形转移到PDMS材料上并形成固态；步骤8：将固化后的PDMS材料从光刻胶结构上剥离，制成柔性变角度阵列衍射光学器件。本发明全波段散斑抑制效果好、运动方式简单、易于实现、且系统通用性、鲁棒性好、成本低廉。

技术领域

本发明属于激光显示投影领域，尤其涉及一种PDMS(聚二甲基硅氧烷)材料柔性变角度阵列衍射光学器件的制作方法。

背景技术

激光投影显示系统因其所具备的色彩丰富、画面质量高、寿命长、可靠性高、功效高、能耗低等优点，受到越来越广泛的关注和欢迎。然而由于激光是高相干光，不可避免地会产生一种称为激光散斑的画面噪声。散斑表现为随机分布在激光光斑中的黑色斑点，其实质为信号的随机相干叠加，散斑的存在严重影响图像和信息的质量。在激光投影显示领域，散斑会使投影显示的画面质量下降，导致观看者产生疲倦和头晕眼花等症状，严重影响激光投影仪使用者的体验，成为制约激光投影显示系统和仪器发展的核心因素。因此，研发激光散斑抑制技术和器件十分必要。

已有技术中对激光散斑的抑制，最常采用的是运动的衍射光学器件，比如在《Hadamard speckle contrast reduction》(2004，Opt.Lett.29,11-13)一文中JahjaI.Trisnadi第一次采用了基于Hadamard矩阵结构的衍射光学器件；在《Full specklesuppression in laser projectors using two Barker code-type diffractiveoptical elements》(2013，J.Opt.Soc.Am.A30,22-31)一文中，Lapchuk等人采用两个基于Barker码结构的衍射光学器件，对全波段(既包括红、绿、蓝)激光进行了散斑抑制实验；乐孜纯、熊启源、董文和付明磊在中国发明专利《一种基于光学衍射元件的激光散斑抑制方法》(CN 106896520A)中提出使用运动的二元光学衍射元件来抑制激光散斑。然而上述基于运动的衍射光学器件都是制作在硬质材料上的，比如玻璃(二氧化硅)材料或者有机玻璃材料。制作于硬质材料上的衍射光学器件，对其运动方式有很大的限制，同时也使得运动机构的设计非常复杂。迄今为止，尚未有关于在柔性材料上制作用于激光散斑抑制的衍射光学器件的相关报道。

综上所述，现有基于运动的衍射光学器件的散斑抑制技术，在衍射器件的结构及其制作方法上均存在不足，因此现有技术或是散斑抑制程度不够；或是不能进行全波段散斑抑制；或是结构设计的精度要求太高，系统容错性、鲁棒性、通用性很差，只适合实验室，不能满足实际应用需求；或是需要往复式机械运动，在运动过程中改变速度导致散斑抑制效果不佳等等。

发明内容

为了克服已有技术散斑抑制效果不够好、不能进行全波段散斑抑制、系统采用器件个数和种类多、运动部件复杂并对仪器有冲击损害、尺寸大、仪器结构复杂、能耗高等缺点，本发明提供一种全波段散斑抑制效果好、运动方式简单、易于实现、且系统通用性、鲁棒性好、成本低廉的衍射光学器件的制作方法，采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制作、通过变角度阵列衍射结构、构建可以无限匀速循环的履带式传动代替往复式机械运动实现红、绿、蓝全波段激光散斑抑制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种PDMS材料柔性变角度阵列衍射光学器件的制作方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：制备好包含N组一维二元衍射光学结构的柔性变角度阵列衍射光学器件掩模版备用；

步骤2：选择硅片作为基底材料，并进行清洗；