CN103293578A

CN103293578A - 透光遮蔽组合光栅及其制造方法

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Publication number: CN103293578A
Application number: CN 201210054327
Authority: CN
Inventors: 王广武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-11

Abstract

透光遮蔽组合光栅包括：透光板，透光光栅，遮蔽光栅，遮蔽物，透光板上层平面设阵列透光光栅，透光板下层平面设阵列遮蔽光栅，阵列透光光栅透光孔与阵列遮蔽光栅透光孔交错排列，阵列透光光栅遮蔽物与阵列遮蔽光栅遮蔽物交错排列。

Description

透光遮蔽组合光栅及其制造方法

技术领域；

本发明涉及双层光栅及其制造方法。

背景技术；

现有的光栅均是在透光板单面制造光栅，尚未检索到在透光板上平面与下平面交错制造透光光栅和遮蔽光栅的报导，交错制造透光光栅和遮蔽光栅可产生光增益和提高光栅密度，提高表面等离子体共振的品质因子，增强局域电磁场强度。

发明内容：

本发明的目的是：1、通过透光板上层阵列透光光栅与下层阵列遮蔽光栅交错排列缝隙压缩光束截面，提高光反射或光折射路程，获得更高的光功率密度，提高表面等离子体共振的品质因子，增强局域电磁场强度。2、通过透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅交错排列，提高遮蔽物吸收和反射光的效能，提高光反射或光折射路程，获得更高的光功率。3、透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅采用不同遮蔽物材料，改良光反射特性和光功率密度和电场强度。4、透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅采用量子点材料，将宽激发谱改变窄的发射谱，提高光电转换效率。5、透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅采用纳米金属材料，实现光增益。6、透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅采用增益介子材料，提高激光泵蒲效能。7、透光板上层阵列透光光栅与下层阵列遮蔽光栅交错排列，提高光栅密度。8、透光板上层阵列透光光栅与下层阵列遮蔽光栅交错排列，下层阵列遮蔽光栅具有准直光线功能。

本发明提出的透光遮蔽组合光栅包括：透光板，透光光栅，遮蔽光栅，遮蔽物，透光板上层平面设阵列透光光栅，透光板下层平面设阵列遮蔽光栅，阵列透光光栅透光孔与阵列遮蔽光栅透光孔交错排列，阵列透光光栅遮蔽物与阵列遮蔽光栅遮蔽物交错排列。

透光板包括：无机玻璃透光板，有机玻璃透光板，硅片。

透光板上层平面透光光栅透光孔大于透光板下层平面透光遮蔽光栅遮蔽物，部分光可直接透过，提高光栅密度。

透光板上层平面透光光栅透光孔等于透光板下层平面透光遮蔽光栅遮蔽物，通过光的横向传播，提高表面等离子体共振的品质因子，增强局域电磁场强度。

透光板上层平面透光光栅透光孔小于透光板下层平面透光遮蔽光栅遮蔽物，通过光的横向传播和在上层遮蔽物与下层遮蔽物之间的反射，提高表面等离子体共振的品质因子，增强局域电磁场强度。

透光板上层平面设阵列透光光栅，透光板下层平面中间部位设阵列遮蔽光栅，四周为环形透光条，透过光中间部分为光栅，四周为光柱。

透光板上层平面设横向条形阵列透光光栅，透光板下层平面设纵向条形阵列遮蔽光栅。

透光板上层遮蔽物与透光板下层遮蔽物采用相同材料包括：材料相同和粒度相同，材料相同和粒度不同，如：CdTe量子点为例，透光板上层遮蔽物粒径采用2.5nm，发射波长为510nm，透光板下层遮蔽物粒径采用4.0nm，发射波长为660nm，透光板上层遮蔽物与透光板下层遮蔽物组成发光带。

透光板上层遮蔽物与透光板下层遮蔽物采用采用不同材料，如：透光板上层遮蔽物采用量子点材料，透光板下层遮蔽物采用半导体纳米材料，上层量子点材料遮蔽物吸收太阳光宽光谱和发射出可被半导体纳米材料吸收的窄光谱，提高半导体纳米材料的效能，解决了太阳光中低能量光不能够被半导体纳米材料吸收问题。

透光板上层平面设阵列透光光栅，透光板下层平面设阵列遮蔽光栅，透光板中间部位设遮蔽物夹层。

遮蔽物包括：采用印刷或热蒸发或电子束蒸发或磁控溅射制造的平面遮蔽物和采用模压制成的立体遮蔽物。

遮蔽物包括：由II-VI族或III-V族元素组成的量子点纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

遮蔽物包括：纳米金属银，纳米金属铜，纳米金属铝，纳米金属钨，纳米金属钛，纳米金属硅及其合金。

遮蔽物包括：Nd或Nd/Cr或Yb/Cr颗粒或其纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

遮蔽物包括：SiO2，TiO2，Fe2O3，Cr2O3，Al2O3，ZnO.CdSe，CdS，SnO2，Nb2O2，InP，GaAs，但不限于上述材料。

透光遮蔽组合光栅包括：矩形、圆形、椭圆型，但不限于上述形状。

遮蔽物形状包括：矩形、梯形、三角形、圆形、多棱锥，但不限于上述形状。

遮蔽物混合于树脂中，树脂粘接在透光板上下表面。

遮蔽物采用印刷或热蒸发或电子束蒸发或磁控溅射工艺制造在透光板上下表面。

透光遮蔽组合光栅的制备方法：步骤1：透光板一侧表面采用印刷或热蒸发或电子束蒸发或磁控溅射工艺制造阵列透光光栅。步骤2：透光板另一侧表面采用印刷或热蒸发或电子束蒸发或磁控溅射工艺制造阵列遮蔽光栅，阵列透光光栅透光孔与阵列遮蔽光栅透光孔交错排列，阵列透光光栅遮蔽物与阵列遮蔽光栅遮蔽物交错排列。

透光遮蔽组合光栅的制备方法：步骤1：透光板上平面与透光板下平面分别涂遮蔽物，步骤2：将预制透光光栅图案上压模压在上层光栅遮蔽物上，将预制遮蔽光栅图案下压模压在下层光栅遮蔽物上，加热和加压和定型，移出压模，透光板上层遮蔽物制造出透光光栅图案立体凹模，透光板下层光栅遮蔽物制造出遮蔽光栅图案立体凹模。步骤3：对透光板上平面遮蔽物材料进行等厚腐蚀，预制图案凹槽内遮蔽物腐蚀后使透光板暴露形成阵列透光光栅透光孔，未腐蚀遮蔽物形成阵列透光光栅，对透光板下平面遮蔽物材料进行等厚腐蚀，预制图案凹槽内遮蔽物腐蚀后使透光板暴露形成阵列遮蔽光栅透光孔，未腐蚀遮蔽物形成阵列遮蔽光栅。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是具有本发明特征透光孔等于遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图2是具有本发明特征透光孔大于遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图3是具有本发明特征透光孔小于遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图4是具有本发明特征上矩形下梯形遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图5是具有本发明特征上下梯形遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图6是具有本发明特征带有遮蔽物夹层透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图7是具有本发明特征边部环形透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图8是具有本发明特征上横向条形遮蔽物下纵向遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图9是具有本发明特征上下三角形透光遮蔽组合光栅端面结构图。

图10是具有本发明特征上横向条形遮蔽物下纵向遮蔽物透光遮蔽组合光栅立体结构图。

图11是具有本发明特征透光孔等于遮蔽物透光遮蔽组合光栅立体结构图。

图12是具有本发明特征圆形透光遮蔽组合光栅立体结构图。

图13是图12A-A剖视图。

具体实施方式：

实施例1：

透光孔等于遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图如图1所示，其中：1是透光板，2是上层遮蔽物，3是上层透光孔，4是下层遮蔽物，5是下层透光孔。

上层透光孔3与下层遮蔽物4尺寸相等，上层阵列透光孔3与下层阵列透光孔5交错排列，上层阵列遮蔽物2与下层阵列遮蔽物4交错排列。

上层阵列遮蔽物与下层阵列遮蔽物采用不同粒度的材料，如：上层阵列遮蔽物采用2.5nmCdTe量子点材料，下层阵列遮蔽物采用4.0nmCdTe量子点材料。

实施例2：

透光孔大于遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图如图2所示，其中：6是透光板，7是上层遮蔽物，8是上层透光孔，9是下层遮蔽物，10是下层透光孔。

上层透光孔8大于下层遮蔽物9，上层阵列透光孔8与下层阵列透光孔10交错排列，上层阵列遮蔽物7与下层阵列遮蔽物9交错排列。

上层阵列遮蔽物7与下层阵列遮蔽物9采用SiO2、TiO2、Fe2O3、Cr2O3、Al2O3、ZnO.CdSe、CdS、SnO2、Nb2O2、InP、GaAs中的任意一种材料。

实施例3：

透光孔小于遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图如图3所示，其中：11是透光板，12是上层遮蔽物，13是上层透光孔，14是下层遮蔽物，15是下层透光孔。

上层透光孔14小于下层遮蔽物14，上层阵列透光孔13与下层阵列透光孔15交错排列，上层阵列遮蔽物12与下层阵列遮蔽物14交错排列。

上层阵列遮蔽物12与下层阵列遮蔽物14采用纳米金属银、纳米金属材铜、纳米金属铝、纳米金属钨、纳米金属钛、纳米金属硅及其合金中的任意一种材料。

实施例4：

上矩形下梯形遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图如图4所示，其中：16是透光板，17是上层矩形遮蔽物，18是上层透光孔，19是下层梯形遮蔽物，20是下层透光孔。

上层阵列透光孔18与下层阵列透光孔20交错排列，上层矩形阵列遮蔽物17与下层梯形阵列遮蔽物19交错排列。

实施例5：

上下梯形遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图如图5所示，其中：21是透光板，22是上层梯形遮蔽物，23是上层透光孔，24是下层梯形遮蔽物，25是下层透光孔。

上层阵列透光孔23与下层阵列透光孔25交错排列，上层梯形阵列遮蔽物22与下层梯形阵列遮蔽物24交错排列。

实施例6：

带有遮蔽物夹层透光遮蔽组合光栅端面结构图如图6所示，其中：26是上层透光板，27是上层遮蔽物，28是上层透光孔，29是遮蔽物夹层，30是下层透光板，31是下层遮蔽物，32是下层透光孔。

上层阵列透光孔28与下层阵列透光孔32交错排列，上层阵列遮蔽物27与下层阵列遮蔽物31交错排列。

实施例7：

边部环形透光遮蔽组合光栅端面结构图如图7所示，其中：33是透光板，34是上层遮蔽物，35是上层透光孔，36是下层遮蔽物，37是下层透光孔，38是边部环形透光条。

上层阵列透光孔35与下层阵列透光孔37交错排列，上层阵列遮蔽物34与下层阵列遮蔽物36交错排列，边部环形透光条38位于透光板33边部，当光由上向下照射时，在透光板33边部形成环形光。本实施例适宜激光谐振腔使用，边部环形光照射在谐振腔侧壁光激励材料上泵蒲。

上层阵列遮蔽物34与下层阵列遮蔽物36采用Nd或Nd/Cr或Yb/Cr颗粒或其纳米颗粒。

实施例8：

上横向条形遮蔽物下纵向遮蔽物透光遮蔽组合光栅端面结构图如图8所示，其中：39是透光板，40是上层横向遮蔽物，41是上层横向透光孔，42是下层纵向阵列遮蔽物。

上层横向阵列透光孔41与下层阵列透光孔交错排列，上层横向阵列遮蔽物40与下层纵向阵列遮蔽物42交错排列。

实施例9：

上下三角形透光遮蔽组合光栅端面结构图如图9所示，其中：44是透光板，45是上层三角形遮蔽物，46是上层透光孔，47是下层三角形遮蔽物，48是下层透光孔。

上层透光孔46与下层透光孔48交错排列，上层三角形遮蔽物45与下层三角形遮蔽物47交错排列。

实施例10：

上横向条形遮蔽物下纵向遮蔽物透光遮蔽组合光栅立体结构图如图10所示，其中：49是透光板，50是上层横向遮蔽物，51是上层横向透光孔，52是下层纵向阵列遮蔽物，53是下层横向透光孔。

上层横向阵列透光孔51与下层阵列透光孔53交错排列，上层横向阵列遮蔽物50与下层纵向阵列遮蔽物52交错排列。

实施例11：

透光孔等于遮蔽物透光遮蔽组合光栅立体结构图如图11所示，其中：54是透光板，55是上层遮蔽物，56是上层透光孔，57是下层阵列遮蔽物，58是下层透光孔。

上层阵列透光孔56与下层阵列透光孔58交错排列，上层阵列遮蔽物55与下层阵列遮蔽物57交错排列。

实施例12：

圆形透光遮蔽组合光栅立体结构图如图12所示，图13是图12A-A剖视图，其中：59是圆形透光板，60是上层圆环遮蔽物，61是上层圆环透光孔，62是下层圆环遮蔽物，63是下层圆环透光孔。

上层阵列圆环透光孔61与下层阵列圆环透光孔63交错排列，上层阵列圆环遮蔽物60与下层阵列圆环遮蔽物62交错排列。

Claims

1.透光遮蔽组合光栅包括：透光板，透光光栅，遮蔽光栅，遮蔽物，其特征是：透光板上层平面设阵列透光光栅，透光板下层平面设阵列遮蔽光栅，阵列透光光栅透光孔与阵列遮蔽光栅透光孔交错排列，阵列透光光栅遮蔽物与阵列遮蔽光栅遮蔽物交错排列。

2.如权力要求1所述的透光遮蔽组合光栅，其特征是：透光光栅透光孔大于透光遮蔽光栅遮蔽物或透光光栅透光孔等于透光遮蔽光栅遮蔽物或透光光栅透光孔小于透光遮蔽光栅遮蔽物。

3.如权力要求1所述的透光遮蔽组合光栅，其特征是：遮蔽物包括：透光板上层平面设阵列透光光栅，透光板下层平面设阵列遮蔽光栅，透光板中间部位设遮蔽物夹层。

4.如权力要求1所述的透光遮蔽组合光栅，其特征是：遮蔽物包括：透光板上层平面设横向条形阵列透光光栅，透光板下层平面设纵向条形阵列遮蔽光栅。

5.如权力要求1所述的透光遮蔽组合光栅，其特征是：遮蔽物包括：由II-VI族或III-V族元素组成的量子点纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

6.如权力要求1所述的透光遮蔽组合光栅，其特征是：遮蔽物包括：纳米金属银，纳米金属材铜，纳米金属铝，纳米金属钨，纳米金属钛，纳米金属硅及其合金。

7.如权力要求1所述的透光遮蔽组合光栅，其特征是：遮蔽物包括：Nd或Nd/Cr或Yb/Cr颗粒或其纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

8.如权力要求1所述的透光遮蔽组合光栅，其特征是：遮蔽物包括：SiO2，TiO2，Fe2O3，Cr2O3，Al2O3，ZnO.CdSe，CdS，SnO2，Nb2O2，InP，GaAs，但不限于上述材料。

9.透光遮蔽组合光栅的制备方法：步骤1：透光板一侧表面采用印刷或热蒸发或电子束蒸发或磁控溅射工艺制造阵列透光光栅。步骤2：透光板另一侧表面采用印刷或热蒸发或电子束蒸发或磁控溅射工艺制造阵列遮蔽光栅，阵列透光光栅透光孔与阵列遮蔽光栅透光孔交错排列，阵列透光光栅遮蔽物与阵列遮蔽光栅遮蔽物交错排列。

10.透光遮蔽组合光栅的制备方法：步骤1：透光板上平面与透光板下平面分别涂遮蔽物，步骤2：将预制透光光栅图案上压模压在上层光栅遮蔽物上，将预制遮蔽光栅图案下压模压在下层光栅遮蔽物上，加热和加压和定型，移出压模，透光板上层遮蔽物制造出透光光栅图案立体凹模，透光板下层光栅遮蔽物制造出遮蔽光栅图案立体凹模。步骤3：对透光板上平面遮蔽物材料进行等厚腐蚀，预制图案凹槽内遮蔽物腐蚀后使透光板暴露形成阵列透光光栅透光孔，未腐蚀遮蔽物形成阵列透光光栅，对透光板下平面遮蔽物材料进行等厚腐蚀，预制图案凹槽内遮蔽物腐蚀后使透光板暴露形成阵列遮蔽光栅透光孔，未腐蚀遮蔽物形成阵列遮蔽光栅。