[发明专利]利用多个长方体基片制作微阶梯反射镜阶梯结构的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作微阶梯反射镜阶梯结构的装置，特别涉及一种利用多个长方体基片制作微阶梯反射镜阶梯结构的装置。

背景技术

具有多个台阶的微反射镜是一种光的反射器件，在光学系统中有着越来越广泛的应用，如：光谱分析、光束整形和光纤耦合等。

随着光学系统向体积小、结构紧凑方向发展，光学系统中的器件微型化成为光学器件的一个重要研究课题，微型光学器件设计与制作水平直接决定光学仪器的性能。目前，通过二元光学技术可以在石英等多种材料衬底上经过多次光刻和多次腐蚀(干法或湿法)制备多级阶梯微结构，但是，这种方法存在以下缺点：1、因多次套刻，水平精度难以保证；2、腐蚀或刻蚀深度难以精确控制，精度和重复性较差，因而阶梯高度控制精度低、重复性差；3、腐蚀或刻蚀出的反射镜表面粗糙度难以满足光学仪器要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种阶梯高度控制精度高、重复性好，并且能够保证微阶梯反射镜水平精度和表面粗糙度的利用多个长方体基片制作微阶梯反射镜阶梯结构的装置。

为了解决上述技术问题，本发明的利用多个长方体基片制作微阶梯反射镜阶梯结构的装置包括标准块，第一基底，第二基底，微调节架，滑动调节片；所述标准块固定于第一基底上靠近左侧的位置，微调节架固定于第一基底的右侧；滑动调节片位于第一基底上靠近右侧的位置；带有金属刻度线的第二基底一端放置在标准块与第一基底的接触夹角处，另一端悬在滑动调节片的上方；滑动调节片可在微调节架的作用下在第一基底上移动，以调整标准块右侧面与第二基底上表面之间的夹角。

制作N级微反射镜阶梯结构需采用N个形状和尺寸都相同的长方体基片。将各长方体基片依次整齐叠放在第二基底上，使第一片基片的左侧面与标准块的右侧面共面接触，并且各基片的右侧面与相邻基片的左侧面共面接触；只要第二基底的上表面与标准块的右侧面不垂直，则由于基片为长方体，其左、右侧面垂直于下表面，各基片的下表面之间就会形成一定的高度差，即各基片形成阶梯结构。通过固定在第一基底上的微调节架调整滑动调节片的位置，即可改变第二基底上表面与标准块右侧面之间的夹角，从而改变各基片形成的阶梯结构的台阶高度。根据微阶梯反射镜的阶梯结构尺寸预先计算出第二基底上表面与标准块右侧面之间的夹角，再利用该夹角和滑动调节片的尺寸计算出滑动调节片左侧面与标准块右侧面之间的设定距离，然后找到与该设定距离对应的第二基底上的对应金属刻度线；调整微调节架，使滑动调节片与第二基底之间的接触线对准上述相应金属刻度线，然后锁紧微调节架将第二基底和滑动调节片之间的相对位置锁紧固定。将N个长方体基片依次整齐叠放在第二基底上，第一片基片的左侧面与标准块的右侧面共面接触，各基片的右侧面与相邻基片的左侧面共面接触并固定，即可得到符合设定尺寸要求的阶梯结构。

本发明由于利用第二基底上表面相对于标准块右侧面的倾角，使N个尺寸相同的长方体基片形成阶梯结构，每层阶梯的高度都能精确控制；由于各基片为尺寸相同的长方体结构，N个基片的作为反射面的表面能够同一批次研磨抛光而成，表面面形和粗糙度都能达到一致，平面度高，有效提高了微阶梯反射镜阶梯表面粗糙度精度、纵向尺寸精度及重复性。

本发明还包括垂直挤压组件和水平挤压组件；所述垂直挤压组件包括水平滑杆、滑块、纵向滑杆和质量块；水平滑杆的左部固定在标准块上部，右部悬于各基片的上方；滑块与水平滑杆活动连接，可相对于水平滑杆沿水平方向移动；纵向滑杆的上端与滑块固定连接；质量块与纵向滑杆活动连接，可相对于纵向滑杆沿垂直方向移动；所述水平挤压组件包括第一、第二挡片，至少两个固定螺杆，与固定螺杆数量相应的挤压螺杆、挤压弹簧及挤压螺母；挤压弹簧的两端分别与固定螺杆、挤压螺杆的一端固定连接，固定螺杆的另一端与第一挡片固定连接，挤压螺杆的另一端穿过第二挡片与挤压螺母螺纹连接；第一挡片与标准块的左侧面共面接触，各基片依次叠放于标准块与第二挡片之间，第一片基片的左侧面与标准块共面接触，最后一片基片的右侧面与第二挡片共面接触，旋转挤压螺母可压紧各基片。

旋转挤压螺母，第二挡片将各基片压紧；移动滑块，同时控制质量块向下滑动依次挤压各基片，使各基片与第二基底线接触，形成阶梯结构。

由于采用了水平挤压装置和垂直挤压装置，在利用基片制作阶梯结构过程中能够在压紧各基片的同时依次向下挤压各基片，进一步提高了阶梯结构的制作精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的利用多个长方体基片制作微阶梯反射镜阶梯结构的装置结构示意图。