[发明专利]一种基于重力场加工闪耀光栅的方法

权利要求书

1.一种基于重力场加工闪耀光栅的方法，其特征在于，该方法可分解为定位侧壁加工、胶液浇筑、倾斜紫外固化和镀膜4大步骤，该方法利用的装置包括平面基底(1)、定位侧壁(2)、液态紫外胶(3-1)、固态紫外胶(3-2)、紫外光源(4)、反射膜层(5)；该方法过程为：所述的平面基底(1)作为基底支撑定位侧壁(2)并盛装液态紫外胶(3-1)，在平面基底(1)表面通过光刻、刻蚀、切削和/或打印方式精密加工定位侧壁(2)，将平面基底(1)倾斜特定角度并利用紫外光源(4)对液态紫外胶(3-1)进行固化使其成为固态紫外胶(3-2)，最后在固态紫外胶(3-2)表面镀制反射膜层。

2.根据权利要求1所述的一种基于重力场加工闪耀光栅的方法，其特征在于，所述的平面基底(1)平面度优于10μm，材料选择包括玻璃、石英、铝合金、不锈钢，所述的平面基底(1)的表面要求洁净且具有较低的表面粗糙度RMS低于100nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于重力场加工闪耀光栅的方法，其特征在于，所述的定位侧壁(2)位于平面基底(1)的表面并平行于光栅方向，材料选择可以是基底材料本身，也可以是聚合物包括SU-8光刻胶，定位侧壁(2)具有亚微米级定位精度，通过光刻或机械切削方式加工，其周期与闪耀光栅的设计周期一致，高度与周期的比值由闪耀角决定，宽度在工艺允许范围内尽量小，值得注意的是，在平面基底(1)表面垂直于光栅方向的两边也各有相同高度的侧壁用于防止液态紫外胶(3-1)溢出。

4.根据权利要求1所述的一种基于重力场加工闪耀光栅的方法，其特征在于，所述的液态紫外胶(3-1)通过浇注方式盛装在平面基底(1)和定位侧壁(2)围成的封闭区域内且液面与定位侧壁(2)上表面齐平，材料选择包括NOA61紫外胶，根据定位侧壁(2)的表面特性合理选择或改性液态紫外胶(3-1)使其浸润角接近90°。

5.根据权利要求1所述的一种基于重力场加工闪耀光栅的方法，其特征在于，所述的液态紫外胶(3-1)在平面基底(1)倾斜后受重力作用将多余胶液顺倾斜方向溢出，胶液表面始终维持水平，倾斜角度由闪耀角决定，合理选择倾斜工装夹具，隔绝振动源，保持胶液液面静止，紫外光源(4)的波长与液态紫外胶(3-1)的吸收波长保持一致，典型吸收波长为365nm，光源照度均匀性优于90％，能量密度不低于10mW/cm²。

6.根据权利要求1所述的一种基于重力场加工闪耀光栅的方法，其特征在于，所述的固体紫外胶(3-2)由液态紫外胶(3-1)转变而成，在紫外光照下分子链发生聚合交联反应，逐渐由液态转为固态，液态紫外胶(3-1)不含溶剂，转化为固态紫外胶(3-2)后体积不发生变化，面形也不发生变化。

7.根据权利要求1所述的一种基于重力场加工闪耀光栅的方法，其特征在于，所述的反射膜层(5)通过真空物理沉积的方式在固态紫外胶(3-2)表面镀制而成，材料包括金、银、铝、铬、硅，反射膜层(5)的材料和厚度等参数由闪耀光栅设计参数决定。