【摘要】：在紅外成像系統(tǒng)中加入衍射光學(xué)元件,不但可以達(dá)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(dú)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(diǎn)金剛石車(chē)削技術(shù)進(jìn)行加工,國(guó)內(nèi)此類(lèi)元件還未實(shí)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(jìn)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(duì)受熱軟化的紅外玻璃加壓,并在保持合適時(shí)長(zhǎng)后撤去壓力,最終經(jīng)過(guò)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(diǎn)金剛石車(chē)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(shù)脂抗刻蝕層上,然后通過(guò)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(zhǎng)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ICP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(duì)微結(jié)構(gòu)模壓成型結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)表明：在室溫下,使用PDMS軟模具對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂抗蝕層進(jìn)行軟模壓,經(jīng)過(guò)24小時(shí)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(diǎn)研究了不同的工藝參數(shù)對(duì)刻蝕比和刻蝕速率的影響。實(shí)驗(yàn)表明：在SF6流量為60sccm、O2流量2sccm、ICP功率1000w、偏置功率40w、溫度30℃、反應(yīng)壓強(qiáng)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(shù)脂的刻蝕比為1：2.78。此刻蝕速率和刻蝕比適于對(duì)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(duì)模壓結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)最終確定模壓參數(shù),模壓部分分為升溫過(guò)程和降溫過(guò)程。升溫過(guò)程為：首先由室溫經(jīng)過(guò)40min升溫至200℃并保溫20min,然后經(jīng)過(guò)40min升溫至350℃保持20mmin,最終再經(jīng)40min升溫到至430℃后加壓9.6kg并保持30min。降溫過(guò)程為：首先隨爐冷卻至350℃保持2小時(shí)以消除應(yīng)力,再經(jīng)過(guò)6小時(shí)后爐溫由350℃降至110℃,此時(shí)開(kāi)爐取出樣片。實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好：紅外玻璃填充完全,微結(jié)構(gòu)完整,經(jīng)接觸式測(cè)量?jī)x測(cè)量所得衍射微結(jié)構(gòu)尺寸符合要求,誤差在0.03%以下,粗糙度在8-10nm。
【圖文】：

行刻蝕去除�？涛g時(shí)將樣片放在Ｌｏａｄ－ｌｏｃｋ里的Ａｒｍ上，運(yùn)行程序，，達(dá)到設(shè)置的真空度后，逡逑Ｇａｔｅ打開(kāi)Ａｒｍ自動(dòng)將樣片傳送至Ｃｈａｍｂｅｒ開(kāi)始刻蝕�？涛g程序結(jié)束后，傳送ＡＲＭ自動(dòng)逡逑將樣片由ｃｈａｍｂｅｒ取回至Ｌｏａｄ－ｌｏｃｋ�？涛g反應(yīng)腔體圖如下圖２．邋１所示口２］：逡逑Ｉ逡逑＿邐邐邐邐邐邐邐邐邋Ｉ邋ＲＦ逡逑Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ邋＜邋Ｈ邋看．■邐Ｈ邐邋Ｉ逡逑ｃ。。ｇ邐－逡逑Ｌｏａｄ－Ｌｏｃｋ邐｜邐姦、逡逑．邐Ｃｈａn錚忮騫儒澹蟈義希粒潁礤危櫻幔恚穡歟邋危櫻幔恚穡歟邋義希校椋恚皰澹牽幔簦邋危澹遙皰澹澹校眨停繡義賢跡玻卞澹桑茫校保福翱淌椿從κ沂疽饌煎義希保卞義

本文編號(hào)：2535323