基于PDMS的光栅制备工艺研究

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光栅作为一种非常重要的光学元件,被广泛应用于集成光路、光通信、光学互连、光信息处理、光学测量等领域中。目前,光栅的应用多集中在纳米尺度,所以纳米光栅制备工艺的研究有着十分重要的意义。目前,制作纳米光栅的方法多种多样。但是,已有的纳米光栅加工工艺,如全息光刻、电子束光刻、离子束光刻、X射线光刻等,所使用的设备往往比较昂贵、复杂、难以控制,而且工艺条件苛刻,制作成本高、周期长,而飞秒激光直写法、双光束干涉法可用来制作周期为几百纳米的光栅,但是制作出来的纳米光栅平直性不好,光路复杂,工艺过程不好控制。针对这些问题,本文提出了一种全新的纳米量级光栅的制作工艺。首先,利用传统光刻方法,制作出周期在微米级别的光栅母模,然后利用弹性材料PDMS进行翻模复制,并对PDMS薄膜进行拉伸,使得其表面的内嵌式光栅结构周期变小,之后利用PMMA对其进行复制。反复多次,即可得到纳米光栅。利用该方法,我们得到了线宽在纳米级别的光栅结构,并进行了相关测试,效果良好。该工艺具有成本低、周期短、工序简单且易于控制等优点。尤其适用于大面积光栅结构的制作。
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