[发明专利]一种中阶梯光栅的复制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于母光栅和光栅毛坯复制中阶梯光栅的复制方法。 

背景技术

中阶梯光栅由于形状像阶梯而得名，它具有良好的闪耀槽型和较大的光栅间距。中阶梯光栅可以使高级次的光谱得到最大的相对光强，并兼有高的分辨率。中阶梯光栅采用与一般光栅不同的方法来提高分辨率，在一般光栅中，光谱级次K小，刻槽总数N大，而中阶梯光栅中，N小，K大，即中阶梯光栅的槽数少，而光谱的级次高，这是两类光栅的区别。此外，由于中阶梯光栅的相对于单狭缝的阶梯高度相对于波长来说是很大的，由它产生的单缝衍射中最大角宽度很小，所以只有一、二个高级次光谱出现，这就决定了中阶梯光栅适合于研究光谱的超精细结构，而不像一般光栅那样用于相当宽广的光谱区域。 

一般中阶梯光栅都是由机械刻划得到的，而国内该项技术并不成熟，这就导致中阶梯光栅都要从国外进口，研究成本大大提高。光栅复制技术的出现，可以解决这一问题，从国外购买得到的高质量的中阶梯光栅通过光栅复制，就能获得性能接近母光栅的复制光栅。复制光栅可以成批生产，一块母光栅在大多数情况下都可以复制出质量良好的复制光栅，复制出的光栅还可作为副母光栅（即第一代光栅）来进行第二代拷贝，这样的重复复制工作一般可以进行到第九代。光栅复制减少了中阶梯光栅的购买成本，可以较好地满足生产技术发展对光栅的需求。 

国内通过真空镀膜机对普通光栅进行复制的工艺虽然已较成熟，但若在制过过程中某些环节处理不佳，也会出现质量不好的情况。而相比起普通光栅，中阶梯光栅线数少，导致其膜厚槽深，而普通的复制工艺并非专门针对中阶梯光栅，无法精确控制油量和铝层厚度，因而若采用普通的复制工艺，会导致复制难以成功。 

发明内容

为了解决上述中阶梯光栅复制时存在的问题，本发明提供了一种中阶梯光栅的复制方法，改进了用于复制普通光栅的真空镀膜法，在复制过程中精确控制所镀油与镀铝的量及真空度的高低，对各数据进行严格监控，实现对中阶梯光栅的复制工作，不仅可以通过一次复制就得到性能接近母光栅的中阶梯光栅，也可以通过二次复制得到槽面有小平面的中阶梯光栅。 

本发明为了实现上述目的，采用了以下技术方案： 

本发明提供一种中阶梯光栅的复制方法，包括以下步骤： 

a.将清洁处理好的母光栅装在真空镀膜机的蒸发室的工具架上，通过毛细吸管定标精确控制硅油的用量，在第一电极上加上所述硅油，在第二电极上加上铝丝，将蒸发电极的位置改到真空镀膜机底板中间，通过标定确定修正板的形状与位置，并安装晶控膜厚监测仪； 

b. 镀油：关闭蒸发室抽高真空，当达到第一真空度时，缓慢增加蒸发电流对母光栅进行镀油，得到已镀油母光栅； 

c. 镀铝：油镀好后继续抽真空，当达到第二真空度时，缓慢增加蒸发电流对已镀油母光栅进行镀铝，采用晶控膜厚检测仪来控制所镀铝层的厚度， 得到已镀铝母光栅； 

d. 将已镀铝母光栅送入烘箱中，在一定温度下保温一段时间； 

e.去气泡：将胶粘剂放到真空镀膜机中，首先抽低真空一段时间，接着用离子源轰击胶粘剂，然后抽高真空一段时间，接着将处理完成的胶粘剂放到烘箱中，在一定温度下预热，得到预热完成的胶粘剂； 

f. 粘结：将预热完成的胶粘剂滴到已镀铝母光栅表面，再将已清洁处理好的光栅毛坯压到已镀铝母光栅上，接着将压块压到光栅毛坯上，并一起送入到烘箱中于一定温度下保温一定时间； 

g.关闭烘箱，当温度降至室温后，将母光栅和压块移除，得到中阶梯光栅； 

h．当母光栅有小平面时，再以第一次复制得到的中阶梯光栅作为母板，重复步骤a、b、c、d、f、g，进行第二次复制，可以得到槽面有小平面的中阶梯光栅。 

进一步，本发明的复制方法，还可以具有这样的特征，在步骤a中：母光栅清洁处理方法为用皮吹风吹掉母光栅表面的灰尘，硅油为5.25毫克，第一电极为一根，第二电极为两根，在每个第二电极上都加上一根铝丝。 

进一步，本发明的复制方法，还可以具有这样的特征，在步骤b中：第一真空度为8*10^-3P_a，蒸发电流加到50A。