[发明专利]激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作过滤膜网孔结构的方法和系统，尤其涉及一种基于激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构的方法和系统。

技术背景

激光干涉光刻技术利用光的干涉特性，不同的曝光方法会产生不同孔径、孔间间距的图形。通过特定的光束组合方式，来调控干涉场内的光强度分布，用调制后重新分布的激光能量烧蚀被加工材料表面，从而产生光刻图形。干涉光刻技术不需要掩模和昂贵的光刻成像透镜，从而提供了得到高分辨率、无限焦深、大面积光刻的可能性。特别适合光电探测器或场发射器电极阵列中的较大范围内周期性的超亚微米级点阵结构图形的产生。干涉光刻作为对现有光刻技术的补充，有很好的应用前景。

本发明采用激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构。本系统由激光器，扩束器，分束器，反射镜，偏振片及上述光学元器件装置的夹持与调节机构所组成，通过变换光学器件的相对摆放位置，改变照射到基片材料表面的相干光束的入射角，从而调整被加工材料表面的微细网孔结构的参数。该系统的光刻特征尺寸实现从几纳米到几百微米可调。通过光学移相或机械位移样品，重复曝光或多次曝光插补以实现高密度微纳米过滤膜网孔结构。

目前的过滤膜以能够截留原水颗粒的大小来分类，膜孔从粗到细分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。制模的材料大体有纤维类、合成树脂类和陶瓷类三种。纤维类的膜制备方法是用有机化合物和纤维素，在熔点以下的温度拉伸、热定型；陶瓷类的膜主要是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等材料经一些特殊的化学物理工艺制备而成的多孔非对称膜。以上制作过滤膜网孔结构的方法都为直接利用化学和物理方法进行制备，使得网孔结构的参数可控性差、制造工艺复杂或成本很高。

有鉴于此，确有必要提供一种参数可控、能精确调整被加工材料表面微细结构参数、制造工艺简单、成本低的过滤膜网孔结构的制备方法及系统。

关于制作过滤膜网孔结构的技术参考：

1.杨福才.过滤膜的性能和对饮用水的应用.公用科技.1998，14(4)，pp.33-35.

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发明内容

本发明的目的在于克服现有制作过滤膜网孔结构方法和系统的不足而提出一种能精确控制微纳结构尺寸范围、不破坏功能结构稳定性、快速高效低成本的微纳米过滤膜网孔结构的制作方法和系统。