[发明专利]基于掩模光刻技术和注塑成型制作衍射微光学元件的方法

摘要

一种基于掩模光刻技术和注塑成型制作衍射微光学元件的方法，使其制作朝着小型化、批量化、低成本和快速成型的方向发展。首先，利用制图软件制作出二元光栅、波带片等微光学元件的掩模图，再在镀铬玻璃板上制作出光刻掩模版。然后将铬掩模版应用于接触式光刻系统中，利用光刻工艺在涂有正性光刻胶的金属合金上制作出微光学元件图形，采用电化学刻蚀工艺对其进行刻蚀，使铬掩模版上的图形一一对应转印至金属合金基片上，这种刻有图形的金属合金即可作为注塑模上的活动模芯，可将上面的微光学元件利用注塑模转印至光学塑料上。该方法主要特点在于更换模芯方便，换上刻有不同图形的模芯就可制作出各种不同的衍射微光学元件。

主权项

一种基于掩模光刻技术和注塑成型制作衍射微光学元件的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）制作微光学元件金属合金模芯：它是基于透射式成像光路实验装置来实现的；首先在铬膜玻璃胶板上生成光学元件光刻掩模版，利用图形编辑设计软件在微型计算机上进行微光学元件掩模的设计，在数字光刻机上先得到微光学元件掩模版；掩模版上的成品微光学元件图形为本体的10倍放大；紫光光源发出的光束经过光纤点光源扩束和准直后，直接照射到即插式掩模版上，经过棱镜分束镜透射出的光束，再通过10倍精缩物镜将掩模版上的图形投影在涂覆光刻胶的金属合金基片上，通过调焦装置使图形在光刻胶版上成像最清晰；并且透射出的光束要求与缩微物镜、光刻胶版同轴；由于棱镜分束镜的作用，在CCD摄像头上清晰监控到；X—Y轴精密电控大行程平移台和Z轴微动台将经过10倍精缩的图形精确投射到光刻胶版上； 然后利用光刻技术在金属合金上制作衍射微光学元件，模芯的设计与制作是采用电化学刻蚀方法，将微光学元件图形转印至金属合金基片上得到的，这种活动式的注塑模芯作为注塑模模仁上的活动嵌入式模芯；（2）衍射微光学元件的注塑成型制作：金属合金基片研磨抛光—→基片的预处理—→光刻胶匀胶—→前烘—→曝光—→后烘—→显影—→坚膜—→金属基片的电化学刻蚀—→去胶—→金属合金模芯—→注塑模具装配—→注塑机注塑—→注塑成品。