CN112684530A - 一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，包括以下制备方法：(1)、基底处理；(2)、涂胶；(3)、前烘；(4)、全息曝光；(5)、显影；(6)、后烘；(7)、热熔；(8)、离子束刻蚀；(9)、清洁处理；(10)、镀膜；本发明的有益效果是，能够进一步消除部分球差，并且在口径、相对孔径，以及入射狭缝宽度均相同的情况下，由非球面全息凹面光栅构成的光谱仪普通的光谱仪具有更高的分辨率，提高了光谱仪的分辨率，并且由于该该光栅的孔径比较大，提高了对信号光的收集本领，并且使得光谱仪的结构更为紧凑，实现光谱仪器的小型化，便于人们使用。
Description
技术领域
本发明涉及凹面光栅制备技术领域，特别是一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法。
背景技术
近年来，随着科技的发展，CCD平面阵列探测器的光谱仪器使用的越来越广泛，但是传统的光谱仪器结构中通常采用两块凹面反射镜和平面光栅组成，用于光谱分析和光波长的测量，但是其使用起来比较不方便，结构也比较复杂，并且其会存在离焦像差、慧差、像散，鉴于此问题，人们设计了凹面光栅，但是现有的通常是机刻凹面光栅，其信噪比比较低，像差比较大，制作成本也比较高，耗损率也比较高。
鉴于上述情况，有必要对现有的凹面光栅制备方式加以改进，使其能够适应现在对光谱仪器更好使用的需要。
发明内容
目前光栅已经采用了凹面光栅，虽然其能够替代传统光谱仪结构中的两块凹面反射镜和平面光栅，简化了光谱仪的结构，但是目前常用的是机刻的凹面光栅，其对信噪比比较高、制作成本也比较高、耗损率也比较大，不能满足我们日益增长的需要，因此我们设计了一种非球面平场全息凹面光栅的制备方法，有效消除离焦像差、慧差和像散，无鬼线，信噪比高，制作成本比较低，便于人们进行使用。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，包括以下制备方法：
(1)、基底处理；
(2)、涂胶；
(3)、前烘；
(4)、全息曝光；
(5)、显影；
(6)、后烘；
(7)、热熔；
(8)、离子束刻蚀；
(9)、清洁处理；
(10)、镀膜。
对本技术方案的进一步补充，所述基底处理包括以下步骤：
(1)、母板非球面光栅的备料；
(2)、基底备料；
(3)、复制版非球面光栅的制作；
(4)、子版非球面光栅的制作。
对本技术方案的进一步补充，母板非球面光栅为凹面。
对本技术方案的进一步补充，基底备料包括复制版基底和子版基底备料。
对本技术方案的进一步补充，复制版基底采用凸球面，并且复制版基底的凸球面与母板非球面光栅的凹面匹配，两者四周接触，中间部分是分离的，根据非球面方程式，求解出凹凸相匹配的球面曲率半径。
对本技术方案的进一步补充，所述复制版基底采用凸球面，子版基底选择凹面的，并且两者相对匹配，匹配时两个面是四周接触，中间部分是分离的，根据复制版基底与子版基底相互接触后的峰谷值为最小的原则，通过非球面方程式数值算例精确求解出子版基底的凹球面半径。
对本技术方案的进一步补充，所述复制版非球面光栅的制作包括镀分离油膜、铝膜、粘接、胶层固化、分离、清洁。
对本技术方案的进一步补充，子版非球面光栅的制作包括镀分离油膜、铝膜、粘接、固化、分离、清洁。
其有益效果在于，能够进一步消除部分球差，并且在口径、相对孔径，以及入射狭缝宽度均相同的情况下，由非球面全息凹面光栅构成的光谱仪普通的光谱仪具有更高的分辨率，提高了光谱仪的分辨率，并且由于该该光栅的孔径比较大，提高了对信号光的收集本领，并且使得光谱仪的结构更为紧凑，实现光谱仪器的小型化，便于人们使用。
具体实施方式
目前光栅已经采用了凹面光栅，虽然其能够替代传统光谱仪结构中的两块凹面反射镜和平面光栅，简化了光谱仪的结构，但是目前常用的是机刻的凹面光栅，其对信噪比比较高、制作成本也比较高、耗损率也比较大，不能满足我们日益增长的需要，因此我们设计了一种非球面平场全息凹面光栅的制备方法，有效消除离焦像差、慧差和像散，无鬼线，信噪比高，制作成本比较低，便于人们进行使用。
为了便于本领域技术人员对本技术方案更加清楚，下面将详细阐述本发明的技术方案：
一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，包括以下制备方法：
(1)、基底处理；
(2)、涂胶；
(3)、前烘；
(4)、全息曝光；
(5)、显影；
(6)、后烘；
(7)、热熔；
(8)、离子束刻蚀；
(9)、清洁处理；
(10)、镀膜。
其中基底处理包括以下步骤：
(1)、母板非球面光栅的备料；母板非球面光栅为凹面或凸面。
(2)、基底备料；基底备料包括复制版基底和子版基底备料，当母板非球面光栅为凹面时，复制版基底采用凸球面，并且复制版基底的凸球面与母板非球面光栅的凹面匹配，两者四周接触，中间部分是分离的，根据非球面方程式，求解出凹凸相匹配的球面曲率半径；当母板非球面光栅为凸面时，复制版基底采用凹球面，并且复制版基底的凹球面与母板非球面光栅的凸面匹配，两者四周接触，中间部分是分离的，这样可使光栅与基底之间的环氧树脂胶能留存住；根据非球面方程式，求解出凹凸相匹配的球面曲率半径；当复制版基底采用凸球面时，子版基底选择凹面的，并且两者相对匹配，匹配时两个面是四周接触，中间部分是分离的，这样有利于两镜面中间的环氧树脂胶不向外流，根据复制版基底与子版基底相互接触后的峰谷值为最小的原则，通过非球面方程式数值算例精确求解出子版基底的凹球面半径；同样，当复制版基底采用凹球面时，子版基底选择凸面的。
(3)、复制版非球面光栅的制作；所述复制版非球面光栅的制作包括镀分离油膜、铝膜、粘接、胶层固化、分离、清洁，首先将母板非球面光栅放入真空镀膜机中分别镀分离油膜和铝膜，取出后将环氧树脂胶涂在母板非球面光栅的铝膜上形成环氧树脂胶层，接着将复制版基底与带有分离油膜、铝膜和环氧树脂胶的母板非球面光栅粘接，然后放入干燥箱中固化，最后分离和清洁处理，即可得到面形为凸球面或凹球面的一种复制版。
(4)、子版非球面光栅的制作，子版非球面光栅的制作包括镀分离油膜、铝膜、粘接、固化、分离、清洁，工作过程：将复制版基底放入真空镀膜机中分别镀分离油膜、铝膜，取出后将环氧树脂胶涂在复制版基底的滤膜上，接着将子版基底与带有分离油膜、铝膜和环氧树脂胶的复制版基底粘接，然后放入烘箱中固化，最后分离和清洁处理，即可得到第二种复制版，该版是与母板非球面光栅面形相同的复制出的非球面光栅。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，包括以下制备方法：
(1)、基底处理；
(2)、涂胶；
(3)、前烘；
(4)、全息曝光；
(5)、显影；
(6)、后烘；
(7)、热熔；
(8)、离子束刻蚀；
(9)、清洁处理；
(10)、镀膜。
2.根据权利要求1所述的一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，所述基底处理包括以下步骤：
(1)、母板非球面光栅的备料；
(2)、基底备料；
(3)、复制版非球面光栅的制作；
(4)、子版非球面光栅的制作。
3.根据权利要求2所述的一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，母板非球面光栅为凹面。
4.根据权利要求3所述的一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，基底备料包括复制版基底和子版基底备料。
5.根据权利要求4所述的一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，复制版基底采用凸球面，并且复制版基底的凸球面与母板非球面光栅的凹面匹配，两者四周接触，中间部分是分离的，根据非球面方程式，求解出凹凸相匹配的球面曲率半径。
6.根据权利要求5所述的一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，所述复制版基底采用凸球面，子版基底选择凹面的，并且两者相对匹配，匹配时两个面是四周接触，中间部分是分离的，根据复制版基底与子版基底相互接触后的峰谷值为最小的原则，通过非球面方程式数值算例精确求解出子版基底的凹球面半径。
7.根据权利要求2所述的一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，所述复制版非球面光栅的制作包括镀分离油膜、铝膜、粘接、胶层固化、分离、清洁。
8.根据权利要求7所述的一种消象差非球面平场全息凹面光栅的制备方法，其特征在于，子版非球面光栅的制作包括镀分离油膜、铝膜、粘接、固化、分离、清洁。
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