專利名稱：閃耀全息光柵的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用全息攝影手段制備閃耀全息光柵的新方法。
(2)背景技術與刻劃光柵相比，全息光柵具有能消除鬼線，降低雜散光，分辨率高，適用光譜范圍寬，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。然而全息光柵的槽形是對稱的正弦形，當大于兩極傳播時，它的衍射效率要比閃耀在同一波長的刻劃光柵低得多。為了改善這種情況，提出了全息光柵閃耀化技術，即制造非對稱鋸齒形全息光柵的方法。已有的方法有駐波法、濾波法、傅立葉合成法、離子束刻蝕法和正弦填充法(JP 63187202，MAYAMA SHINJI)。其中，駐波法對基坯的要求較高；濾波法因制造漂白正弦振幅光柵和濾波器等的困難，未見推廣應用；傅立葉合成法所需的參考光柵不容易制得；離子束刻蝕法需要增加額外的設備；正弦填充法則需要增加鍍膜和甩膠等較復雜的工序。相比之下，在以上幾種方法中，正弦填充法較易實現(xiàn)，它的具體方法如下具有正弦槽形的全息光柵形成以后，在光柵表面鍍銀，隨即再涂布一層光致抗蝕劑，然后用一平行光以一定的角度照射光柵表面進行曝光；顯影后，原先的正弦槽形即被填充成鋸齒形。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種更簡單快速、更容易實現(xiàn)、成本低的制備閃耀全息光柵的新方法。
閃耀全息光柵的制備方法其步驟為1、用兩對稱入射的相干平行光對記錄材料進行第一次曝光，入射角θ由下式確定2sinθ＝λ/d，其中，λ為記錄光源的激光波長，d為光柵周期，所說的記錄材料為可形成浮雕狀干涉條紋的記錄干版，記錄光源為記錄干版敏感的激光波長；2、隨即進行第一次顯影；3、用單束平行光以一定的角度入射進行第二次曝光，所說的單束平行光與第一次曝光所用的兩相干平行光處在記錄材料的同一入射面；4、隨即進行第二次顯影，即得具有鋸齒槽形的閃耀全息光柵。
所說的可形成浮雕狀干涉條紋的記錄干版可選用光致抗蝕劑干版(簡稱光刻膠版)。
其記錄光源為記錄干版敏感的激光波長，如對于光刻膠版可用He-Cd激光器的442nm波長或Ar+激光器的458nm波長等。
在閃耀全息光柵制成后，若要減少透射光以增加衍射效率，可在光柵表面鍍一層反射膜。
本發(fā)明比正弦填充法更易實現(xiàn)，只比一般全息光柵(具有正弦槽形)的制備過程多了一次單束平行光曝光和顯影，可以利用原有制備一般全息光柵的設備進行閃耀全息光柵的制備。與已有的方法相比，本發(fā)明所增加的曝光和顯影工序較簡單，不僅對制備材料沒有特殊要求，而且不需要增加額外的制備設備和特殊元件，因而簡化了閃耀全息光柵的制備過程，提高了制備速度，且降低了制備成本。
(4)


圖1為本發(fā)明的第一次曝光示意圖。
圖2為本發(fā)明的第二次曝光示意圖。
(5)具體實施方式
下面以記錄材料選用光刻膠版的情況為例，說明本發(fā)明的具體實施方式
。
首先，用兩對稱入射的相干平行光進行第一次曝光，隨即進行第一次顯影。曝光光路如圖1所示，玻璃基板1上為光刻膠2。與光刻膠版的法線3具有相同夾角θ的兩相干平行光4和5入射到光刻膠版上進行第一次曝光。夾角θ的數(shù)值應根據(jù)對光柵周期的要求來確定，可由以下公式算出2sinθ＝λ/d其中λ是激光波長、d是光柵周期。曝光時間與所用的記錄材料和激光光強有關，應通過實驗來確定。顯影后，在光刻膠版的表面上，兩相干平行光4和5重疊的區(qū)域即形成具有正弦槽形的全息光柵(光柵形狀示于圖2)。
然后，如圖2所示，用單束平行光6以一定的角度φ入射到已形成正弦槽形全息光柵的光刻膠7上進行第二次曝光，隨即進行第二次顯影。第二次曝光所用的單束平行光6與第一次曝光所用的兩相干平行光4和5在光刻膠版的同一入射面。且應根據(jù)光柵周期、膠層厚度以及第一次曝光后光柵正弦槽形的槽深大小，適當?shù)剡x擇單束平行光6的入射角度φ。φ的可選范圍受光柵周期d、記錄材料的膠層厚度H和第一次曝光后光柵正弦槽形的槽深h的限制，具體為tan-1h1.5d≤φ≤tan-1H1.5d]]>利用上述方法即可獲得具有鋸齒槽形的閃耀全息光柵。光柵制成后，若要減少透射光以增加衍射效率，可在光柵表面鍍一層反射膜。對兩次曝光中所用的平行光是如何產(chǎn)生的并沒有光路限制，但要求第一次曝光的兩束光必須是相干光。為獲得高質量的干涉效果，所有光束最好經(jīng)過空間濾波。
權利要求
1.閃耀全息光柵的制備方法，其特征在于其步驟為1)、用兩對稱入射的相干平行光對記錄材料進行第一次曝光，入射角θ由下式確定2sinθ＝λ/d，其中，λ為記錄光源的激光波長，d為光柵周期，所說的記錄材料為可形成浮雕狀干涉條紋的記錄干版，記錄光源為記錄干版敏感的激光波長；2)、隨即進行第一次顯影；3)、用單束平行光以一定的角度入射進行第二次曝光，所說的單束平行光與第一次曝光所用的兩相干平行光處在記錄材料的同一入射面；4)、隨即進行第二次顯影，即得具有鋸齒槽形的閃耀全息光柵。
2.如權利要求1所述的閃耀全息光柵的制備方法，其特征在于所說的可形成浮雕狀干涉條紋的記錄干版可選用光致抗蝕劑干版。
3.如權利要求1和2所述的閃耀全息光柵的制備方法，其特征在于對于光致抗蝕劑干版，其記錄光源用He-Cd激光器的442nm波長或Ar+激光器的458nm波長。
4.如權利要求1所述的閃耀全息光柵的制備方法，其特征在于在所說的閃耀全息光柵的表面可鍍一層反射膜。
全文摘要
涉及一種采用全息攝影手段制備閃耀全息光柵的新方法。其步驟為用兩對稱入射的相干平行光對記錄材料進行第一次曝光，隨即進行第一次顯影，用單束平行光以一定的角度入射進行第二次曝光，單束平行光與第一次曝光所用的兩相干平行光處在記錄材料的同一入射面，隨即進行第二次顯影。比正弦填充法更易實現(xiàn)，只比一般全息光柵的制備過程多曝光和顯影，可以利用原有制備一般全息光柵的設備進行閃耀全息光柵的制備。與已有的方法相比，所增加的曝光和顯影工序較簡單，不僅對制備材料沒有特殊要求，而且不需要增加額外的制備設備和特殊元件，因而簡化了閃耀全息光柵的制備過程，提高了制備速度，且降低了制備成本。
文檔編號G02B5/18GK1544995SQ20031011628
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月17日 優(yōu)先權日2003年11月17日
發(fā)明者李森森, 劉守, 張向蘇, 劉影 申請人:廈門大學