折衍二元光學(xué)元件模壓技術(shù)研究.pdf

1、在紅外成像系統(tǒng)中加入衍射光學(xué)元件，不但可以達到減小系統(tǒng)體積和重量的目的，而且還可使系統(tǒng)具有獨特的消色散和消熱差功能。目前，紅外衍射光學(xué)元件主要采用單點金剛石車削技術(shù)進行加工，國內(nèi)此類元件還未實現(xiàn)批量化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。因此研究新的技術(shù)工藝進行紅外衍射元件的批量化制造顯得尤為重要。據(jù)此，本論文提出了模壓法制造衍射光學(xué)元件技術(shù)。
　　論文研究的模壓法制造紅外衍射光學(xué)元件的主要工藝流程為:在勻熱的真空環(huán)境中，首先使用硬質(zhì)模具對受熱軟化的

2、紅外玻璃加壓，并在保持合適時長后撤去壓力，最終經(jīng)過設(shè)定的退火降溫程序后得到衍射紅外光學(xué)元件。
　　模壓紅外玻璃使用的硬質(zhì)模具為單點金剛石車削得到的Si模具。此外論文還研究了，使用此Si模具作為母版，采用微模壓技術(shù)，將母版的衍射微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到SiC基底的環(huán)氧樹脂抗刻蝕層上，然后通過ICP刻蝕，將衍射微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至基底上制作出硬度更高、壽命更長的SiC模具。
　　在SiC模具制造部分，論文研究分析了聚合物抗蝕層微結(jié)構(gòu)的模壓成型和IC

3、P刻蝕轉(zhuǎn)移微結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)。在聚合物抗蝕層微結(jié)構(gòu)的模壓成型部分，論文研究分析了熱壓法、軟模壓法以及不同的聚合物材料對微結(jié)構(gòu)模壓成型結(jié)果的影響。實驗表明:在室溫下，使用PDMS軟模具對環(huán)氧樹脂抗蝕層進行軟模壓，經(jīng)過24小時固化后，微結(jié)構(gòu)完整，輪廓尺寸符合要求，誤差保持在0.03％以下，表面粗糙度6-8nm。在ICP刻蝕轉(zhuǎn)移微結(jié)構(gòu)部分重點研究了不同的工藝參數(shù)對刻蝕比和刻蝕速率的影響。實驗表明:在SF6流量為60sccm、O2流量2sccm、

4、ICP功率1000w、偏置功率40w、溫度30℃、反應(yīng)壓強30mTorr的參數(shù)下，SiC刻蝕速率為118.67nm/min。環(huán)氧膠刻蝕速率為329.90nm/min。SiC和雙酚A主份的環(huán)氧樹脂的刻蝕比為1∶2.78。此刻蝕速率和刻蝕比適于對微結(jié)構(gòu)的刻蝕轉(zhuǎn)移。
　　在硫系紅外玻璃模壓部分，論文研究分析了不同的模壓溫度和加熱方式對模壓結(jié)果的影響。實驗最終確定模壓參數(shù)，模壓部分分為升溫過程和降溫過程。升溫過程為:首先由室溫經(jīng)過40mi