[发明专利]一种菲涅耳波带片的制备方法及菲涅耳波带片

说明书

本发明实施例提供的一种菲涅耳波带片的制备方法及菲涅耳波带片，所述方法包括：剥除原料光纤外表的涂覆层，获得预备光纤；对预备光纤进行拉伸，使预备光纤上剥除涂覆层的部分的直径达到目标直径范围，获得拉锥结构；基于拉锥结构的直径均匀度，在拉锥结构上确定至少两个切割位置，对切割位置进行切割获得用于制备菲涅耳波带片的中心结构；在中心结构上交替沉积两种不同的沉积材料，获得沉积薄膜；在沉积薄膜外表面进行镀膜形成保护层，获得波带片结构；利用聚焦离子束微纳加工技术将波带片结果切割并抛光成预设厚度的切片，获得菲涅耳波带片。本发明中所获得的菲涅耳波带片具备大高宽比的特点，其中心结构控制精度高，制备成功率高。

技术领域

本发明涉及微电子和光学技术领域，具体而言，涉及一种菲涅耳波带片的制备方法及菲涅耳波带片。

背景技术

自从X射线发现以来，其波长短、穿透深度大等优势，可以对较厚物质的内部三维结构进行观察检测。菲涅耳波带片是X射线显微成像技术的核心元件，可实现纳米级分辨成像，目前X射线显微成像技术在生物、医疗、材料等各个领域都具有广泛的应用。

菲涅耳波带片根据光的衍射原理成像，利用相邻波带材料对光的吸收系数使相邻的出射光产生π个位相差，出射光在焦点处出现衍射增强的效果，其成像分辨率由最外环宽度决定δ＝0.61-1.22ΔR(ΔR为波带最外环厚度)。对能量很高的硬X射线，要获得较高的衍射效率，需要波带片具有足够的厚度，所以制备大高宽比的波带片具有十分重要意义。

目前，为了制备大高宽比的菲涅耳波带片通常有如下两种方式：

1、采用将电子束曝光与X射线光刻技术相结合的方法，该方法获得的波带片存的最外环宽度较大，波带片厚度难以提高。

2、为了克服方式1中的缺陷，目前常常采用原子层沉积技术(ALD)沉积多层薄膜进行聚焦离子束切片，由于ALD制备薄膜时具有更高的控制精度理论上能够得到大高宽比的高精度X射线波带片，克服制备方式1中的问题。但是，使用ALD技术制备波带片需要进行细丝状的中心结构的选择和制备。而目前中心结构制备大多采用拉模、液体灌注等方法，但是由于制备过程中模具的型号固定并且模具内壁表面易磨损，会导致中心结构的尺寸和表面粗糙度和控制上带来困难，难以获得较好的圆度和表面粗糙度，使得制备出的菲涅耳波带片存在衍射率低，成像质量差的问题。

综上，可见采用目前的制备方法难以成功的制备大高宽比的菲涅耳波带片，制备成功率低，制备精度不足。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种菲涅耳波带片的制备方法及菲涅耳波带片，所获得的菲涅耳波带片具备大高宽比的特点，其中心结构控制精度高，制备成功率高。。

第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种菲涅耳波带片的制备方法，包括：

剥除原料光纤外表的涂覆层，获得预备光纤；对所述预备光纤进行拉伸，使所述预备光纤上剥除所述涂覆层的部分的直径达到目标直径范围，获得拉锥结构；基于所述拉锥结构的直径均匀度，在所述拉锥结构上确定至少两个切割位置，对所述切割位置进行切割获得用于制备菲涅耳波带片的中心结构；在所述中心结构上交替沉积两种不同的沉积材料，获得沉积薄膜；在所述沉积薄膜外表面进行镀膜形成保护层，获得波带片结构；利用聚焦离子束微纳加工技术将所述波带片结果切割并抛光成预设厚度的切片，获得菲涅耳波带片。

优选地，所述沉积材料为氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化硅、氮化铝、氮化硅、氮化镓、铱、铂、铜、钯中的任意两种。

优选地，两种所述沉积材料为氧化铝和氧化铪。

优选地，所述在所述中心结构上交替沉积两种不同的沉积材料，获得沉积薄膜，包括：

将所述中心结构悬空固定在进行原子层沉积的腔室内；将所述腔室按照预设条件依次进行抽真空、加热、通氮气后，对所述中心结构开始沉积氧化铝薄膜和氧化铪薄膜。