CN114217368B - 闪耀光栅制备装置及闪耀光栅制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光栅制备技术领域，公开了一种闪耀光栅制备装置及闪耀光栅制备方法，闪耀光栅制备装置包括蒸发源，用于提供蒸发的金属镀材；光栅基板，与蒸发源间隔设置，光栅基板用于沉积金属镀材以形成光栅；狭缝组件，设于光栅基板朝向蒸发源的一侧，狭缝组件包括两个层叠设置且可相对滑动的狭缝网，每个狭缝网上开设有多个平行且用于通过金属镀材的狭缝，每个狭缝网中相邻的狭缝之间的狭缝间距为光栅常数的整数倍。上述闪耀光栅制备装置及制备方法通过设于蒸发源和光栅基板之间的狭缝组件控制金属镀材沉积到光栅基板上的位置及厚度，可制备任意闪耀角和任意光栅常数的闪耀光栅，结构及操作简单，适用性强。

Description

闪耀光栅制备装置及闪耀光栅制备方法

技术领域

本发明涉及光栅制备技术领域，尤其涉及一种闪耀光栅制备装置及闪耀光栅制备方法。

背景技术

作为一种广泛应用的色散光学元器件，闪耀光栅通常采用机械刻划(多为金刚石切削)或直写光刻的方式制备。机械刻划通过在光栅基底上蒸发或沉积金属膜，然后通过金刚石刻刀在其表面进行挤压或抛光等操作以形成刻槽，存在加工精度不足、表面粗糙、槽型误差较大的缺点。直写光刻通过电子束光刻和聚焦离子束刻蚀的方法形成纳米级光栅，存在加工效率低、成本高、材料选择受限等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种闪耀光栅制备装置及闪耀光栅制备方法，以解决现有技术中闪耀光栅的制备方法复杂、加工精度不足且成本高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提出一种闪耀光栅制备装置，所述闪耀光栅制备装置包括：

蒸发源，用于提供蒸发的金属镀材；

光栅基板，与所述蒸发源间隔设置，所述光栅基板用于沉积所述金属镀材以形成光栅；

狭缝组件，设于所述光栅基板朝向所述蒸发源的一侧，所述狭缝组件包括两个层叠设置且可相对滑动的狭缝网，每个所述狭缝网上开设有多个平行且用于通过所述金属镀材的狭缝，每个所述狭缝网中相邻的所述狭缝之间的狭缝间距为光栅常数的整数倍。

在一实施例中，所述狭缝的宽度小于所述狭缝间距的二分之一。

在一实施例中，所述闪耀光栅制备装置还包括驱动机构，所述驱动机构连接于至少一个所述狭缝网，并用于驱动至少一个所述狭缝网直线移动。

在一实施例中，所述金属镀材包括铝、银、铬中的至少一种。

上述闪耀光栅制备装置通过设于蒸发源和光栅基板之间的狭缝组件控制金属镀材沉积到光栅基板上的位置及厚度，由于狭缝组件包括两个可相对滑动的狭缝网，控制其中一个狭缝网移动时，两个层叠设置的狭缝网的狭缝重合度发生变化，导致通过狭缝的金属镀材在光栅基板上形成楔形薄膜，即通过简单的制备流程可得到闪耀光栅，且可通过控制狭缝的宽度、狭缝网的移动速度以及蒸发源的蒸发速率实现任意闪耀角和任意光栅常数的闪耀光栅的制备，结构及操作简单，适用性强，有效解决了现有技术中闪耀光栅的制备方法复杂、加工精度不足且成本高的技术问题。

第二方面，本发明的实施例还提出一种闪耀光栅制备方法，包括如第一方面任一项实施例所述的闪耀光栅制备装置，所述闪耀光栅制备方法包括：

S1：将两个狭缝网、光栅基板依次置于蒸发源的一侧，调整两个所述狭缝网的位置，使重合狭缝为第一状态，所述重合狭缝为沿垂直于所述光栅基板的方向，两个所述狭缝网的狭缝的重合部分；

S2：启动所述蒸发源，将蒸发态的金属镀材通过所述重合狭缝沉积到所述光栅基板上；

S3：推动其中一个所述狭缝网，在第一时长内使所述重合狭缝由所述第一状态至第二状态，然后再由所述第二状态返回所述第一状态，其中，当所述重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的所述狭缝网停留第二时长；

S4：推动两个所述狭缝网同时移动预设距离，所述预设距离为所述光栅常数的整数倍；

S5：重复步骤S3和S4预设次数，直至得到预设的闪耀光栅；

其中，所述第一状态为所述重合狭缝的宽度为0的状态、和所述重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态中的一种，所述第二状态为所述重合狭缝的宽度为0的状态、和所述重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态中的另一种。

在一实施例中，在所述第一时长内，被推动的所述狭缝网的移动速度与所述金属镀材的蒸发速率s成正比。

在一实施例中，所述闪耀光栅制备方法还包括：获得闪耀光栅的制备参数，所述制备参数包括所述光栅常数d、所述光栅基板上的所述金属镀材的最大厚度差h₁、所述第一时长t₁和所述第一时长t₁内被推动的所述狭缝网的移动速度v；

所述光栅常数d通过布拉格光栅公式，由闪耀角θ和闪耀波长λ推导得到；

所述光栅基板上的所述金属镀材的最大厚度差h₁由所述光栅常数d和所述闪耀角θ得到，满足h1＝dtanθ；

所述第一时长t₁由所述金属镀材的最大厚度差h₁和所述蒸发源的蒸发速率s得到，满足t₁＝h₁/s；

所述第一时长t1内被推动的所述狭缝网的移动速度v由所述光栅常数d和所述第一时长t₁得到，满足v＝d/t₁。

在一实施例中，当所述重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的所述狭缝网停留所述第二时长t₂，用于所述光栅基板上的所述金属镀材的最小厚度值为h₀，所述最小厚度值h₀不小于20nm；

所述第二时长t₂取决于所述金属镀材的蒸发速率s，且满足公式t₂＝h₀/s。

在一实施例中，每个所述狭缝网中相邻的所述狭缝之间的狭缝间距D为光栅常数d的整数倍，满足D＝Nd；所述预设次数为N。

在一实施例中，所述闪耀光栅制备方法还包括：在所述光栅基板的表面镀加硬层以覆盖所述金属镀材，所述加硬层包括氮化硅。

上述闪耀光栅制备方法通过设于蒸发源和光栅基板之间的狭缝组件控制金属镀材沉积到光栅基板上的位置及厚度，并通过控制其中一个狭缝网移动来改变重合狭缝的状态，使通过重合狭缝的金属镀材在光栅基板上形成楔形薄膜；此外，推动两个狭缝网同时移动光栅常数的整数倍，可保证光栅基板上的楔形薄膜逐步形成锯齿状，即通过简单的制备流程可得到闪耀光栅，且可实现任意闪耀角和任意光栅常数的闪耀光栅的制备，结构及操作简单，适用性强，有效解决了现有技术中闪耀光栅的制备方法复杂、加工精度不足且成本高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的闪耀光栅制备装置的结构示意图；

图2为图1所示闪耀光栅制备装置中光栅基板及狭缝组件的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的闪耀光栅制备方法的流程图；

图4为图3所示闪耀光栅制备方法步骤S1中重合狭缝为第一状态的示意图；

图5为图3所示闪耀光栅制备方法步骤S3中被推动的狭缝网在第一时长内移动的示意图；

图6为图3所示闪耀光栅制备方法步骤S3中重合狭缝为第二状态的示意图；

图7为图3所示闪耀光栅制备方法步骤S3中重合狭缝由第二状态返回第一状态的示意图；

图8为图3所示闪耀光栅制备方法步骤S4中光栅基板及狭缝组件的示意图；

图9为图3所示闪耀光栅制备方法步骤S5中所得到闪耀光栅的示意图；

图10为图9所示闪耀光栅中一个楔形膜的示意图；

图11为本发明实施例三提供的闪耀光栅制备方法步骤S1中重合狭缝为第一状态的示意图；

图12为本发明实施例三提供的闪耀光栅制备方法步骤S3中重合狭缝为第二状态的示意图；

图13为图12所示重合狭缝为第二状态时，被推动的狭缝网停留第二时长的示意图；

图14为本发明实施例三提供的闪耀光栅制备方法步骤S3中重合狭缝由第二状态返回第一状态的示意图；

图15为本发明实施例三提供的闪耀光栅制备方法步骤S4中光栅基板及狭缝组件的示意图。

图中标记的含义为：

100、闪耀光栅制备装置；

10、蒸发源；

20、光栅基板；

30、狭缝组件；31、狭缝网；311、狭缝；312、狭缝间距。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了说明本发明所述的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。

实施例一：

本申请第一方面的实施例提供一种闪耀光栅制备装置，可用于制备任意闪耀角和任意光栅常数的闪耀光栅。

请参考图1和图2，在本申请的一个实施例中，闪耀光栅制备装置100包括蒸发源10、光栅基板20和狭缝组件30。

蒸发源10用于提供蒸发的金属镀材，可以理解，该过程需要在真空室內进行，以保证制备环境的纯净度。此外，金属镀材包括铝、银、铬金属靶材中的一种。

光栅基板20与蒸发源10间隔设置，光栅基板20用于沉积金属镀材以形成闪耀光栅，也就是说，通过将蒸发的金属镀材沉积到光栅基板20上以制备闪耀光栅。其中，光栅基板20可为玻璃或金属基底。

狭缝组件30设于光栅基板20朝向蒸发源10的一侧，狭缝组件30包括两个层叠设置且可相对滑动的狭缝网31，每个狭缝网31上开设有多个平行且用于通过金属镀材的狭缝311，每个狭缝网31中相邻的狭缝311之间的狭缝间距312为光栅常数的整数倍。即通过可相对滑动的狭缝网31控制两个狭缝网31的狭缝311重合度发生变化，则可影响通过狭缝311的金属镀材的沉积位置，如此，可通过控制狭缝网31的移动速度和蒸发源10的蒸发速率，以在光栅基板20上形成楔形镀膜。可以理解，两个狭缝网31的结构完全相同。

在本实施例中，通过控制靠近光栅基板20的狭缝网31移动以实现两个狭缝网31之间的相对移动。可以理解，在本申请的其他实施例中，也可控制远离光栅基板20的狭缝网31进行移动，在此不作限制。

具体地，本实施例中的光栅基板20位于蒸发源10的上方，狭缝组件30设于两者之间，两个狭缝网31上下层叠设置，并控制位于上方且靠近光栅基板20的狭缝网31沿水平方向移动。可以理解，在本申请的其他实施例中，蒸发源10也可设于光栅基板20的侧边，相应地，狭缝组件30依旧设于两者之间，且其中一个狭缝网31沿竖直方向移动，但不限于此。

上述闪耀光栅制备装置100通过设于蒸发源10和光栅基板20之间的狭缝组件30控制金属镀材沉积到光栅基板20上的位置及厚度，由于狭缝组件30包括两个可相对滑动的狭缝网31，控制其中一个狭缝网31移动时，两个层叠设置的狭缝网31的狭缝311重合度发生变化，导致通过狭缝311的金属镀材在光栅基板20上形成楔形薄膜，即通过简单的制备流程可得到闪耀光栅，且可通过控制狭缝311的宽度、狭缝网31的移动速度以及蒸发源10的蒸发速率实现任意闪耀角和任意光栅常数的闪耀光栅的制备，结构及操作简单，适用性强，有效解决了现有技术中闪耀光栅的制备方法复杂、加工精度不足且成本高的技术问题。

请参考图2，在本申请的一个实施例中，狭缝311的宽度小于狭缝间距312的二分之一。如此，可降低制备狭缝网31的难易程度；此外，其中一个狭缝网31相对与另一个狭缝网31进行移动时，静止不动的狭缝网31的狭缝间距312可阻挡蒸发态的金属镀材从对应位置通过，保证光栅基板20上金属镀材沉积形状的准确性。

在本申请的一个实施例中，闪耀光栅制备装置100还包括驱动机构(图未示)，驱动机构连接于至少一个狭缝网31，并用于驱动至少一个狭缝网31直线移动。如此，可通过简单的直线驱动结构实现狭缝组件30的精确移动，操作简单；此外，结合蒸发源10蒸发速率的控制，可精确控制光栅基板20上所沉积金属镀材的位置和厚度，提高加工的精度。

可以理解，驱动机构可包括丝杆模组或液压模组，并通过电机驱动液压或丝杆模组沿直线往复移动。

实施例二：

请参照图1至图9，本申请的实施例二还提出一种闪耀光栅制备方法，包括如第一方面任一项实施例的闪耀光栅制备装置100。

如图3所示，本申请的第二实施例提出了一种闪耀光栅制备方法，包括：

S1：将两个狭缝网31、光栅基板20依次置于蒸发源10的一侧，调整两个狭缝网31的位置，使重合狭缝为第一状态，重合狭缝为沿垂直于光栅基板20的方向，两个狭缝网31的狭缝311的重合部分。

重合狭缝的第一状态为重合狭缝的宽度为0的状态、和重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态中的一种；下文所述的第二状态为重合狭缝的宽度为0的状态、和重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态中的另一种。

请参照图4，在一实施例中，重合狭缝的第一状态为重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态，第二状态为重合狭缝的宽度为0的状态。

S2：启动蒸发源10，将蒸发态的金属镀材通过重合狭缝沉积到光栅基板20上。

S3：推动其中一个所述狭缝网31，在第一时长内使重合狭缝由第一状态至第二状态，然后再由第二状态返回第一状态，其中，当重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的狭缝网31停留第二时长。

具体地，请参照图4至图7，推动其中一个狭缝网31，在第一时长内使重合狭缝由第一状态(请参照图4，沿X方向移动)至第二状态(请参照图5和图6)，然后再由第二状态返回第一状态(请参照图7，沿图示Y方向返回)，其中，当重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的狭缝网31停留第二时长，得到一个楔形膜。可以理解，在第一时长内，被推动的狭缝网31的移动速度与金属镀材的蒸发速率成正比，可通过预先指定金属镀材的蒸发速率以得到被推动的狭缝网31在第一时长内的移动速度。

S4：推动两个狭缝网31同时移动预设距离，预设距离为光栅常数的整数倍。

具体地，请参照图8，推动两个狭缝网31同时沿图示Y方向移动预设距离，预设距离等于光栅常数。由于每个狭缝网31中相邻的狭缝311之间的狭缝间距312为光栅常数的整数倍，因此，推动两个狭缝网31同时移动光栅常数的整数倍的预设距离后可保证楔形膜位置的规律分布，以使后续重复步骤结束后，楔形膜均相邻设置(请参照图9)，且楔形膜之间无间隙，如此，可保证制备所得闪耀光栅的质量。

S5：重复步骤S3和S4预设次数，直至得到预设的闪耀光栅。

在本实施例中，光栅基板20位于蒸发源10的上方，狭缝组件30设于两者之间，两个狭缝网31上下层叠设置，并控制位于上方且靠近光栅基板20的狭缝网31沿水平方向朝左移动。可以理解，在本申请的其他实施例中，也可控制位于上方且靠近光栅基板20的狭缝网31沿水平方向朝右移动；在再一实施例中，也可控制位于下方且远离光栅基板20的狭缝网31沿水平方向朝左或朝右移动，在此不作限制。

具体地，在步骤S1中，可通过光学检测器件判断两个层叠设置的狭缝网31是否处于对齐状态。

可以理解，步骤S2可发生在闪耀光栅的整个制备过程中。

在本申请的一个实施例中，闪耀光栅制备方法还包括：获得闪耀光栅的制备参数。制备参数包括光栅常数d、光栅基板20上的金属镀材的最大厚度差h₁、第一时长t₁和第一时长t₁内被推动的狭缝网31的移动速度v。

其中，光栅常数d通过布拉格光栅公式，由闪耀角θ和闪耀波长λ推导得到，即满足公式λ＝2dsinθ，并通过该公式反推闪耀光栅的其他制备参数。

光栅基板20上的金属镀材的最大厚度差h₁由光栅常数d和闪耀角θ得到，满足h₁＝dtanθ。可以理解，光栅基板20上的金属镀材的最大厚度差h₁即为被推动的狭缝网31结束第一时长的移动时，光栅基板20上的金属镀材的最大厚度值。

第一时长t₁由金属镀材的最大厚度差h₁和蒸发源10的蒸发速率s得到，满足t₁＝h₁/s。

第一时长t1内被推动的狭缝网31的移动速度v由光栅常数d和第一时长t₁得到，满足v＝d/t₁。

请参照图10，在本申请的一个实施例中，当重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的狭缝网31停留第二时长t₂，用于使光栅基板20上的金属镀材的最小厚度值为h₀，最小厚度值h₀不小于20nm；第二时长t₂取决于金属镀材的蒸发速率s，且满足公式t₂＝h₀/s。如此，可保证光栅基板20上金属镀材的厚度均不小于20nm，以保证金属镀材的反射率。

可以理解，在本实施例中，重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时即为重合狭缝处于第一状态(请参照图4和图7)时，其宽度数值为d时。进一步的，可包括两种情况：第一种是被推动的狭缝网31尚未进行移动时(请参照图4)，此时重合狭缝处于第一状态，且重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等，可在此停留第二时长t₂再开始移动；第二种是被推动的狭缝网31在移动之后再次快速返回初始位置时(请参照图7)，此时重合狭缝依旧处于第一状态，可在此停留第二时长t₂再进行步骤S4。可以理解，也可在上述两种情况所处的位置，分别停留一定时间，累积起来等于第二时长t₂也可满足要求，在此不作限制。

由上可知，被推动的狭缝网31由初始位置，即重合狭缝为第一状态，移动至重合狭缝为第二状态的过程中所使用的时长为第一时长t₁，而第二时长t₂为重合狭缝处于第一状态时的停留时长，第一时长t₁并不包括第二时长t₂。

在本申请的一个实施例中，每个狭缝网31中相邻的狭缝311之间的狭缝间距312D为光栅常数d的整数倍，满足D＝Nd；预设次数为N。如此，可保证重复N次步骤S3和S4后，光栅基板20上的楔形金属镀层之间紧密相连并形成连续的锯齿状结构，即得到目标闪耀角和目标光栅常数的闪耀光栅，制备过程及操作简单，成本低。

例如，在本申请的一个实施例中，每个狭缝网31中相邻的狭缝311之间的狭缝间距312D为光栅常数d的3倍，则在制备过程中需重复三次步骤S3和S4，如此可保证每个狭缝间距312内均可沉积上三个楔形膜。可以理解，步骤S4中推动两个狭缝网31同时移动预设距离，在这三次重复操作中，预设距离可均与光栅常数d相等，此种情况下，等同于两个狭缝网31同时沿第一方向(在本申请中为Y方向)逐次移动三个预设距离。在本申请的另一实施例中，在第一次重复操作中，预设距离可为三倍的光栅常数，3d，在后两次重复操作中，预设距离可均与光栅常数d相等，此种情况下，等同于两个狭缝网31先同时沿第一方向移动，再逐次往回移动，但不限于此。

进一步地，在本申请的一个实施例中，闪耀光栅制备方法还包括：在光栅基板20的表面镀加硬层以覆盖金属镀材，加硬层包括氮化硅。如此，加硬层可保护金属镀材，避免被划伤，以降低闪耀光栅的表面粗糙度。

在本实施例中，加硬层为2-6nm厚的氮化硅层，氮化硅硬度高且成本较低。

在本申请的一个实施例中，确定闪耀波长λ＝550nm、闪耀角θ＝15°，则根据公式λ＝2dsinθ，得到光栅常数d＝1062nm。

其中，光栅基板20上的金属镀材的最大厚度差h₁，即第一时长内光栅基板20上的金属镀材的最大厚度值可根据公式h₁＝dtanθ得到，h₁＝284nm。

其中，第一时长t₁则根据公式t₁＝h₁/s和蒸发速率s得到，t₁＝284/s。

其中，第一时长t1内被推动的狭缝网31的移动速度v则根据公式v＝d/t₁得到。

其中，被推动的狭缝网31停留的第二时长t₂可根据公式t₂＝h₀/s得到。

然后根据以上闪耀光栅的制备参数执行步骤S1、S2、S3、S4及S5，以完成闪耀光栅的制备。

上述闪耀光栅制备方法通过设于蒸发源10和光栅基板20之间的狭缝组件30控制金属镀材沉积到光栅基板20上的位置及厚度，并通过控制其中一个狭缝网31移动来改变重合狭缝的状态，使通过重合狭缝的金属镀材在光栅基板20上形成楔形薄膜；此外，推动两个狭缝网31同时移动光栅常数的整数倍，可保证光栅基板20上的楔形薄膜逐步形成锯齿状，即通过简单的制备流程可得到闪耀光栅，且可实现任意闪耀角和任意光栅常数的闪耀光栅的制备，结构及操作简单，适用性强，有效解决了现有技术中闪耀光栅的制备方法复杂、加工精度不足且成本高的技术问题。

实施例三：

请参照图11至图15，本申请实施例三还提出一种闪耀光栅制备方法，采用包括如第一方面任一项实施例的闪耀光栅制备装置100，闪耀光栅制备方法包括：

S1：请参照图1和图11，将两个狭缝网31、光栅基板20依次置于蒸发源10的一侧，调整两个狭缝网31的位置，此时重合狭缝为第一状态，重合狭缝为沿垂直于所述光栅基板的方向，两个狭缝网31狭缝311的重合部分。

其中，第一状态为重合狭缝的宽度为0的状态，下文的第二状态为重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态。

S2：启动蒸发源10，将蒸发态的金属镀材通过重合狭缝沉积到光栅基板20上。

S3：请参照图11和图12，推动其中一个狭缝网31，在第一时长内使重合狭缝由第一状态(请参照图11，沿Y方向移动)至第二状态(请参照图12)，然后再由第二状态返回第一状态(请参照图14，沿图示X方向返回)，其中，当重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的狭缝网31停留第二时长(请参照图13)。可以理解，在第一时长内，被推动的狭缝网31的移动速度与金属镀材的蒸发速率成正比，可通过预先指定金属镀材的蒸发速率以得到被推动的狭缝网31在第一时长内的移动速度。

S4：请参照图15，推动两个狭缝网31同时移动(沿图所示Y方向)预设距离，预设距离为光栅常数的整数倍。

S5：重复步骤S3和S4预设次数，直至得到预设的闪耀光栅。

在本实施例中，光栅基板20位于蒸发源10的上方，狭缝组件30设于两者之间，两个狭缝网31上下层叠设置，并控制位于上方且靠近光栅基板20的狭缝网31沿水平方向朝右移动。可以理解，在本申请的其他实施例中，也可控制位于上方且靠近光栅基板20的狭缝网31沿水平方向朝左移动；在再一实施例中，也可控制位于下方且远离光栅基板20的狭缝网31沿水平方向朝左或朝右移动，在此不作限制。

请参照图13，在本申请的一个实施例中，当重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的狭缝网31停留第二时长t₂，用于使光栅基板20上的金属镀材的最小厚度值为h₀，最小厚度值h₀不小于20nm；第二时长t₂取决于金属镀材的蒸发速率s，且满足公式t₂＝h₀/s。

可以理解，在本实施例中，重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时即为重合狭缝处于第二状态时，其宽度数值为d时。即被推动的狭缝网31移动第一时长后所述的位置，可在此停留第二时长t₂再开始快速返回初始位置。

上述闪耀光栅制备方法通过简单的制备流程可实现任意闪耀角和任意光栅常数的闪耀光栅的制备，结构及操作简单，适用性强，有效解决了现有技术中闪耀光栅的制备方法复杂、加工精度不足且成本高的技术问题。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种闪耀光栅制备装置，其特征在于，包括：

蒸发源，用于提供蒸发的金属镀材；

光栅基板，与所述蒸发源间隔设置，所述光栅基板用于沉积所述金属镀材以形成光栅；

狭缝组件，设于所述光栅基板朝向所述蒸发源的一侧，所述狭缝组件包括两个层叠设置且可相对滑动的狭缝网，每个所述狭缝网上开设有多个平行且用于通过所述金属镀材的狭缝，每个所述狭缝网中相邻的所述狭缝之间的狭缝间距为光栅常数的整数倍，所述两个狭缝网的结构相同。

2.根据权利要求1所述的闪耀光栅制备装置，其特征在于，所述狭缝的宽度小于所述狭缝间距的二分之一。

3.根据权利要求1或2所述的闪耀光栅制备装置，其特征在于，所述闪耀光栅制备装置还包括驱动机构，所述驱动机构连接于至少一个所述狭缝网，并用于驱动至少一个所述狭缝网直线移动。

4.根据权利要求1所述的闪耀光栅制备装置，其特征在于，所述金属镀材包括铝、银、铬中的至少一种。

5.一种闪耀光栅制备方法，采用如权利要求1至4中任一项所述的闪耀光栅制备装置，其特征在于，所述闪耀光栅制备方法包括：

S1：将两个狭缝网、光栅基板依次置于蒸发源的一侧，调整两个所述狭缝网的位置，使重合狭缝为第一状态，所述重合狭缝为沿垂直于所述光栅基板的方向，两个所述狭缝网的狭缝的重合部分；

S2：启动所述蒸发源，将蒸发态的金属镀材通过所述重合狭缝沉积到所述光栅基板上；

S3：推动其中一个所述狭缝网，在第一时长内使所述重合狭缝由所述第一状态至第二状态，然后再由所述第二状态返回所述第一状态，其中，当所述重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的所述狭缝网停留第二时长；

S4：推动两个所述狭缝网同时移动预设距离，所述预设距离为所述光栅常数的整数倍；

S5：重复步骤S3和S4预设次数，直至得到预设的闪耀光栅；

其中，所述第一状态为所述重合狭缝的宽度为0的状态、和所述重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态中的一种，所述第二状态为所述重合狭缝的宽度为0的状态、和所述重合狭缝的宽度等于光栅常数的状态中的另一种。

6.根据权利要求5所述的闪耀光栅制备方法，其特征在于，在所述第一时长内，被推动的所述狭缝网的移动速度与所述金属镀材的蒸发速率s成正比。

7.根据权利要求6所述的闪耀光栅制备方法，其特征在于，所述闪耀光栅制备方法还包括：获得闪耀光栅的制备参数，所述制备参数包括所述光栅常数d、所述光栅基板上的所述金属镀材的最大厚度差h₁、所述第一时长t₁和所述第一时长t₁内被推动的所述狭缝网的移动速度v；

所述光栅常数d通过布拉格光栅公式，由闪耀角θ和闪耀波长λ推导得到；

所述光栅基板上的所述金属镀材的最大厚度差h₁由所述光栅常数d和所述闪耀角θ得到，满足h₁＝dtanθ；

所述第一时长t₁由所述金属镀材的最大厚度差h₁和所述蒸发源的蒸发速率

s得到，满足t₁＝h₁/s；

所述第一时长t₁内被推动的所述狭缝网的移动速度v由所述光栅常数d和所述第一时长t₁得到，满足v＝d/t₁。

8.根据权利要求6所述的闪耀光栅制备方法，其特征在于，当所述重合狭缝的宽度与光栅常数的数值相等时，被推动的所述狭缝网停留第二时长t₂，用于使所述光栅基板上的所述金属镀材的最小厚度值为h₀，所述最小厚度值h₀不小于20nm；

所述第二时长t₂取决于所述金属镀材的蒸发速率s，且满足公式t₂＝h₀/s。

9.根据权利要求5所述的闪耀光栅制备方法，其特征在于，每个所述狭缝网中相邻的所述狭缝之间的狭缝间距D为光栅常数d的整数倍，满足D＝Nd；所述预设次数为N。

10.根据权利要求5所述的闪耀光栅制备方法，其特征在于，所述闪耀光栅制备方法还包括：在所述光栅基板的表面镀加硬层以覆盖所述金属镀材，所述加硬层包括氮化硅。