CN115166882A - 一种光栅制作方法及光栅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光栅制作方法及光栅，光栅制作方法包括：在平面基板上制作微纳高精图形，微纳高精图形具有异构图形加工定位标志；在微纳高精图形上设置保护层；基于异构图形加工定位标志对平面基板的下表面进行加工，以在平面基板的下表面形成凹陷状的异形结构；对形成异形结构的平面基板的下表面进行抛光；去除保护层，并对平面基板进行清洗。微纳高精图形中预置了异构图形加工定位标志，从而便于后续利用寻迹设备来检测异构图形加工定位标志的位置，使得后续加工设备可以根据寻迹的结果完成对平面基板的异形结构的加工；同时，在微纳图形上会覆盖一层保护层，有效的保护微纳高精图形加工中不会受到污染。

Description

一种光栅制作方法及光栅

技术领域

本发明涉及光器件制造领域，尤其是涉及一种光栅制作方法及光栅。

背景技术

光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝。但是，传统的光栅制作工艺在进行微纳高精图形加工时，无法实现异形结构加工，或者直接利用加工装置在对玻璃片进行异形结构加工时，无法制作微纳高精图形。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光栅制作方法，能够在制作微纳高精图形加工时，进行异形结构加工。

本发明还提供一种光栅。

根据本发明的第一方面实施例的光栅制作方法，包括：

在平面基板上制作微纳高精图形，所述微纳高精图形具有异构图形加工定位标志；

在所述微纳高精图形上设置保护层；

基于所述异构图形加工定位标志对所述平面基板的下表面进行加工，以在所述平面基板的下表面形成凹陷状的异形结构；

对形成所述异形结构的所述平面基板的下表面进行抛光；

去除所述保护层，并对所述平面基板进行清洗。

根据本发明实施例的光栅制作方法，至少具有如下有益效果：

微纳高精图形中预置了异构图形加工定位标志，从而便于后续利用寻迹设备来检测异构图形加工定位标志的位置，使得后续加工设备可以根据寻迹的结果完成对平面基板的异形结构的加工；同时，在微纳图形上会覆盖一层保护层，便于在加工设备对平面基板进行异形结构加工时，有效的保护微纳高精图形不会受到污染，并且在加工完异形结构后会对整个异形结构所在面进行抛光，以保证平面基板的平整度，保证足够的透光能力；最后去除保护层清洗掉加工时造成的碎屑，完成整个具有微纳高精图形的异形结构光栅的加工。

根据本发明的一些实施例，在所述去除所述保护层，并对所述平面基板进行清洗后，还包括以下步骤：

在所述平面基板的表面镀一层金属高反层。

根据本发明的一些实施例，所述光栅制作方法还包括以下步骤：利用激光套刻技术对所述金属高反层进行图形化。

根据本发明的一些实施例，所述微纳高精图形还具有定位孔加工定位标志；在所述对形成所述异形结构的所述平面基板的下表面进行抛光后，还包括以下步骤：根据所述定位孔加工定位标志在所述平面基板上加工定位孔。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述定位孔加工定位标志在所述平面基板上加工定位孔，包括以下步骤：

使用CCD装置定位所述定位孔加工定位标志，以得到定位孔定位结果；

根据所述定位孔定位结果，使用激光钻孔设备在所述平面基板钻出所述定位孔。

根据本发明的一些实施例，所述定位孔加工定位标志有多个。

根据本发明的一些实施例，所述基于所述异构图形加工定位标志对所述平面基板的下边面进行加工,包括以下步骤：

使用CCD装置定位所述异构图形加工定位标志，以得到异构图形定位结果；

根据所述异构图形定位结果，使用CNC设备在所述平面基板的下表面加工出凹陷状的所述异形结构。

根据本发明的第二方面实施例的光栅，包括平面基板，所述平面基板上设置有制作有微纳高精图形，所述微纳高精图形具有异构图形加工定位标志；所述平面基板的下表面具有凹陷状的异形结构，所述异形结构基于所述异构图形加工定位标志在所述平面基板的下表面进行加工和抛光得到。所述光栅由如上述第一方面实施例所述的光栅制作方法制作得到，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

根据本发明的一些实施例，还包括设置于所述平面基板表面的金属高反层。

根据本发明的一些实施例，所述微纳高精图形还具有定位孔加工定位标志；所述平面基板还开设有定位孔，所述定位孔根据所述定位孔加工定位标志在所述平面基板上加工得到。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例的光栅制作方法的流程图；

图2是本发明另一实施例的光栅制作方法的流程图；

图3是本发明一实施例的光栅的下表面轴测图(未示出微纳高精图形、金属高反层)；

图4是本发明一实施例的光栅的上表面结构示意图(未示出微纳高精图形、金属高反层)。

附图标记：

平面基板100、定位孔200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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发明和简化描述，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发明的限制。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1所示，图1是本发明一个实施例提供的光栅制作方法的流程图，该光栅制作方法包括但不限于以下步骤：

在平面基板100上制作微纳高精图形，微纳高精图形具有异构图形加工定位标志；

在微纳高精图形上设置保护层；

基于异构图形加工定位标志对平面基板100的下表面进行加工，以在平面基板100的下表面形成凹陷状的异形结构，异形结构用于安装零部件；

对形成异形结构的平面基板100的下表面进行抛光；

去除保护层，并对平面基板100进行清洗。

参考图1至图4，平面基板100可以采用具有超高平面度石英胶版，之后可以直接在平面基板100上制作出微纳高精图形，并在微纳高精图形上涂覆或镀一层保护层，从而可以对整个微纳图形形成保护，避免在后续加工中会有粉屑进入到微纳高精图形中，也可以避免一定的外来伤害对微纳高精图形造成损伤。需要说明的是，微纳高精图形除了在后续正式使用过程中需要图形外，还包括了异构图形加工定位标志，异构图形加工定位标志可以根据需要加工的异形结构来进行适应性改变，如图3所示，因为加工的异形结构是两个阶梯状的结构，因此异构图形加工定位标志需要能够让CCD装置识别到这两个图形，从而才能让CNC设备依次完成两次加工阶梯的操作。也正是因为采用了异构图形加工定位标志，并且配套使用了CCD装置和CNC设备，从而为自动化加工提供了基础，进而可以保证加工的精度。

在制作完异形结构后，平面基板100的下表面加工了异形结构的区域会变得粗糙，从而会影响透光性，此时，则需要对此区域进行抛光处理，以保证足够的透光度。在一些实施例中，凹槽最深处离光栅上表面可达0.1毫米，凹槽局部平面度可达0.1微米，粗糙度可达0.2纳米。抛光结束后，基本完成了整个光栅的制作，此时，只需要将保护层去除，并将整个光栅清洗赶紧即可。

在一些实施例中，在去除保护层，并对平面基板100进行清洗后，还包括以下步骤：在平面基板100的表面镀一层金属高反层。

对于反射型光栅，需要设置金属高反层，在将光栅清洗干净后直接通过电镀在平面基板100两侧镀上金属高反层即可，从而可以满足反射型光栅的高反需求。

在一些实施例中，光栅制作方法还包括以下步骤：利用激光套刻技术对金属高反层进行图形化。

对于反射型光栅而言并非一定要对所有区域都进行高反，因此可以利用激光套刻技术对金属高反层进行图形化制作，使得只有需要高反的区域才会覆盖金属高反材料。需要说明的是，在镀上金属高反层时，可在平面基板100的正反面、四周都镀上高反金属层，进行导通和反射。平面基板100上表面的高反金属层可制作图形，高反射层图形的线宽特征可达1微米，精度可达0.5微米。

在一些实施例中，微纳高精图形还具有定位孔加工定位标志；在对形成异形结构的平面基板100的下表面进行抛光后，还包括以下步骤：根据定位孔加工定位标志在平面基板100上加工定位孔200。

参考图3、图4，在制作好异形结构后，会需要制作定位孔200，以便后续进行定位固定使用。对于定位孔200的开设，并不是随意进行。这里在微纳高精图形中设置了定位孔加工定位标志，当CCD装置检测到定位孔加工定位标志后，激光钻头便会在相应的位置进行开孔，从而保证了开孔的精度。

在一些实施例中，根据定位孔加工定位标志在平面基板100上加工定位孔200，包括以下步骤：

使用CCD装置定位定位孔加工定位标志，以得到定位孔定位结果；

根据定位孔定位结果，使用激光钻孔设备在平面基板100钻出定位孔200。

CCD装置具备较好的光学敏感性较好，从而可以更好的在微纳高精图形中识别出定位标志，便于确定出准确的定位孔200定位结构。知晓定位孔定位结果后，则可以直接利用激光钻头根据定位孔定位结果完成安装即可。

在一些实施例中，定位孔加工定位标志有多个。参考图3、图4，通常定位孔200会要开设多个，例如3个、5个等等，因此可以根据实际需求设置对应数量的定位孔加工定位标志即可，并在对应的位置融合到微纳高精图形中。

在一些实施例中，在平面基板100的上表面制作微纳高精图形通过激光直写技术或电子束曝光技术实现。激光直写技术或电子束曝光技术制作微纳高精图形可以提供足够的精度，已达到高精度的要求，在完成制作后，微纳高精图形的精度可达10nm，正面平整度可达0.3微米，粗糙度可达0.2纳米。

在一些实施例中，基于异构图形加工定位标志对平面基板100的下边面进行加工,包括以下步骤：

使用CCD装置定位异构图形加工定位标志，以得到异构图形定位结果；

根据异构图形定位结果，使用CNC设备在平面基板100的下表面加工出凹陷状的异形结构。

CCD装置具备较好的光学敏感也行，从而可以更好的在微纳高精图形中识别出异构图形加工定位标志，并得到异构图形定位结果，之后，则可以利用CNC设备直接完成异构图形的加工，得到异形结构的平面基板100。

在一些实施例中，对平面基板100进行清洗通过掩膜板清洗工艺实现。具体可以采用spin清洗技术，并使用sc-1进行清洗，从而达到较好的清洗效果。

如图3所示，本发明实施例还提出了一种光栅，该光栅包括平面基板100，平面基板100上设置有制作有微纳高精图形，微纳高精图形具有异构图形加工定位标志；平面基板100的下表面具有凹陷状的异形结构，异形结构基于异构图形加工定位标志在平面基板100的下表面进行加工和抛光得到。由于光栅使用上述的光栅制作方法制作得到，因此具备上述制作方法带来的有益效果，从而得到具微纳高精图形的异形结构光栅。

在一些实施例中，还包括设置于平面基板100表面的金属高反层。金属高反层的设置可以满足部分反射新光栅的需求。

在一些实施例中，微纳高精图形还具有定位孔加工定位标志；平面基板100还开设有定位孔200，定位孔200根据定位孔加工定位标志在平面基板100上加工得到。利用定位孔加工定位标志完成定位孔200的开设，可以便于后续利用定为孔完成后续的定位操作。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种光栅制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在平面基板上制作微纳高精图形，所述微纳高精图形具有异构图形加工定位标志；

在所述微纳高精图形上设置保护层；

基于所述异构图形加工定位标志对所述平面基板的下表面进行加工，以在所述平面基板的下表面形成凹陷状的异形结构；

对形成所述异形结构的所述平面基板的下表面进行抛光；

去除所述保护层，并对所述平面基板进行清洗。

2.根据权利要求1所述的光栅制作方法，其特征在于，在所述去除所述保护层，并对所述平面基板进行清洗后，还包括以下步骤：

在所述平面基板的表面镀一层金属高反层。

3.根据权利要求2所述的光栅制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：

利用激光套刻技术对所述金属高反层进行图形化。

4.根据权利要求1所述的光栅制作方法，其特征在于，所述微纳高精图形还具有定位孔加工定位标志；

在所述对形成所述异形结构的所述平面基板的下表面进行抛光后，还包括以下步骤：

根据所述定位孔加工定位标志在所述平面基板上加工定位孔。

5.根据权利要求4所述的光栅制作方法，其特征在于，所述根据所述定位孔加工定位标志在所述平面基板上加工定位孔，包括以下步骤：

使用CCD装置定位所述定位孔加工定位标志，以得到定位孔定位结果；

根据所述定位孔定位结果，使用激光钻孔设备在所述平面基板钻出所述定位孔。

6.根据权利要求4所述的光栅制作方法，其特征在于，所述定位孔加工定位标志有多个。

7.根据权利要求1所述的光栅制作方法，其特征在于，所述基于所述异构图形加工定位标志对所述平面基板的下边面进行加工,包括以下步骤：

使用CCD装置定位所述异构图形加工定位标志，以得到异构图形定位结果；

根据所述异构图形定位结果，使用CNC设备在所述平面基板的下表面加工出凹陷状的所述异形结构。

8.一种光栅，其特征在于，包括平面基板，所述平面基板上设置有制作有微纳高精图形，所述微纳高精图形具有异构图形加工定位标志；所述平面基板的下表面具有凹陷状的异形结构，所述异形结构基于所述异构图形加工定位标志在所述平面基板的下表面进行加工和抛光得到。

9.根据权利要求8所述的光栅，其特征在于，还包括设置于所述平面基板表面的金属高反层。

10.根据权利要求8所述的光栅，其特征在于，所述微纳高精图形还具有定位孔加工定位标志；所述平面基板还开设有定位孔，所述定位孔根据所述定位孔加工定位标志在所述平面基板上加工得到。

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