一种自支撑单级衍射光栅的制作方法

摘要

本发明提供了一种自支撑单级衍射光栅的制作方法。该方法是采用聚焦离子束直写技术在不透光金属自支撑吸收体薄膜上加工出单级衍射透射式光栅。通过设置图形放大倍数、加工电压、加工电流和加工深度来控制单级衍射光栅特征结构的几何精度；利用图形的高精度拼接技术来扩大单级衍射光栅的有效面积，从而满足单级衍射光栅对其几何参数精度和点阵结构面积的要求。聚焦离子束直写技术无需掩膜，是由聚焦状态的离子束对加工表面的点状轰击来达到加工目的，具有无需支撑膜、工艺简化、操作方便等优点。采用本发明制作的自支撑单级衍射量子点阵光栅在惯性约束核聚变激光等离子体诊断和光谱分析测试等领域具有极其重要的应用价值。

主权项

一种自支撑单级衍射光栅的制作方法，依次包括如下步骤：a：吸收体材料选择  选择金属材料金、镍、钨、铜做吸收体材料；b：光栅吸收体制备  采用物理或化学沉积法在单晶硅基底上沉积一层吸收体材料薄膜；c：刻蚀溶液配制  将氢氧化钠、去离子水按一定比例混合；d：硅基底刻蚀  将镀有金膜的单晶硅片放置于步骤c所配制的刻蚀液中；e：自支撑吸收体的实现  硅基底完全腐蚀完后，吸收体薄膜自支撑在中心带有通孔的硅片底上；f：热处理  将自支撑的吸收体薄膜连同硅基底用去离子水清洗后转移到真空干燥箱中进行干燥处理；g：光栅制作  将步骤f中制备好的吸收体薄膜置于聚焦离子束系统中，使样品垂直于聚焦离子束，导入光栅的设计图形，聚焦离子束系统根据光栅设计图形进行加工，实现光栅图形的转移，在吸收体薄膜上获得一定面积的光栅结构；h：光栅面积扩大  通过精确的样品平移，重复步骤g，扩大光栅有效面积。