[发明专利]热压成型玻璃及其加工方法

说明书

本发明公开了一种热压成型玻璃及其加工方法。所述热压成型玻璃包括基体及形成于所述基体的衍射微结构，所述衍射微结构包括多个平行间隔设置的线纹以及位于相邻所述刻痕之间的狭缝。所述线纹的线宽大于等于150nm，所述狭缝的深度为所述线宽的0.9‑1.2倍。本发明提供的加工方法包括升温至模压温度、对玻璃基板进行合模、加压、保温，冷却到开模温度后开模得到所述热压成型玻璃。本发明的热压成型玻璃及工艺方法精确制作出设计尺寸，降低对设备的要求，满足实际工业应用需求。

【技术领域】

本发明实施例涉及衍射微光学元器件，尤其涉及一种热压成型玻璃及其加工方法。

【背景技术】

目前应用在衍射微光学元器件的光学微纳结构，制作方法主要有四种，包括无掩模的直写技术、传统的套刻方法、灰度掩模法和纳米压印法。

无掩模的直写技术主要包括激光直写、电子束直写和离子束直写，较适于制作单件多相位或者结构简单的连续轮廓器件，且制作的器件具有较高的衍射效率。但其最大的问题是不能精确控制轮廓深度和刻蚀图形的轮廓变形，且所需设备比较昂贵。其中分辨率比较高的电子束直写，还存在曝光时间长而增加了器件的制作费用和效率问题，以及由于临近效应的影响使得复杂轮廓器件的曝光量难以精确控制等实际加工问题。

传统的套刻方法，由于加工环节多、周期长、对准精度难以控制，影响衍射微光学元器件的制作精度和衍射效率的进一步提高。但若采用目前集成芯片的制作工艺方法进行套刻，制作精度可以达到50nm以下，然而此工艺设备价格非常昂贵且对国内禁售，设备技术处于封锁的状态。

因此，实有必要提供一种新的制造衍射微光学元器件的方法。

【发明内容】

针对相关技术中衍射微光学元器件的光学微纳结构制造方法加工环节多、周期长、对准精度难以控制，影响衍射微光学元器件的制作精度和衍射效率的进一步提高，需要提供一种新的衍射光学元器件及其加工方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种热压成型玻璃，包括基体及形成于所述基体的衍射微结构，所述衍射微结构包括多个平行间隔设置的线纹以及位于相邻所述刻痕之间的狭缝，所述线纹的线宽大于等于150nm。

优选的，所述狭缝的深度为所述线宽的0.9-1.2倍。

本发明提供了一种热压成型玻璃的加工方法，包括如下步骤：

S1：提供第一模具、与所述第一模具相对间隔设置的第二模具，将所述第一模具与所述第二模具加热至第一温度T1；

S2：提供光栅模板以及玻璃样品，将所述玻璃样品放置在所述光栅模板上，将所述光栅模板固定于所述第一模具使得所述玻璃样品朝向所述第二模具；

S3：将所述第一模具和所述第二模具升温至模压温度T2；

S4：待温度达到至模压温度T2后，对所述第二模具施加第一压力N1，使其以稳定的下压速度V1压合所述第一模具，压合所述第一模具后在保压压力N2下保压。

S5：冷却所述第二模具至开模温度T3，达到开模温度T3后以脱模速度V2打开模具，印有目标结构的玻璃样品会从所述光栅模板与第二模具中脱落；其中T2＝2T1。

优选的，步骤S3中的模压温度T2为450-600℃。

优选的，步骤S4中的第一压力N1为5000～15000N。

优选的，步骤S4中的下压速度V1为100N/s～500N/s。

优选的，步骤S4中的保压压力N2为3000～12000N。

优选的，步骤S4中的保压时间为100～300s。

优选的，步骤S5中的冷却所述第二模具的冷却速度为10℃/s～50℃/s。