[实用新型]一种亚波长增透结构的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及透光片的图形化结构制备技术领域，尤其涉及一种亚波长增透结构的制备装置。

背景技术

对于窗口材料，为了增加其透光率，通常需要在其表面制备图形化结构，比如蓝宝石的图形化。

蓝宝石具有优异的耐久性、优异的力学和热学性能，且在红外波段具有较高的透过率，因此成为红外窗口和头罩的优选材料。但是在某些情况下，其透过率无法满足使用要求，传统的增透方法是在蓝宝石表面镀减反膜，以增加其在红外波段的透过率。但这种方法自身存在缺陷，如膜材材料的选择有限、膜层与蓝宝石之间的附着力不强会导致膜层脱落等。

在蓝宝石表面制备亚波长结构可以有限避免上述问题，并且这种方法可以精确计算图形化尺寸，得到最佳透过率；可选择多种图形化结构；相比于镀膜蓝宝石使用寿命较长。亚波长增透结构是指在衬底表面制备微观结构，其特征尺寸小于入射波长，只有零级衍射的投射波和反射波。根据等效介质理论，亚波长增透结构的等效折射率与亚波长结构的周期、占空比、高度等参数有关。对于单台阶的亚波长增透结构可以用单层膜来等效，对于连续性的亚波长增透结构可以用折射率渐变的膜层来等效。

传统的制备亚波长结构的方法为刻蚀法，包括干法刻蚀和湿法刻蚀。这种方法优点是选择性好、重复性好等。但是采用刻蚀法制备亚波长结构工艺复杂，需要制备掩膜刻板，而且无法精确控制结构尺寸，导致透过率无法达到理想值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种亚波长增透结构的制备装置，用于解决现有技术中窗口材料的图形化制备工艺复杂，透光率不理想的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：

本实用新型的一种亚波长增透结构的制备装置，其包括：计算机控制模块，激光器，光学传递组件，振镜组件，聚焦系统组件，以及加工平台；所述的光学传递组件、振镜组件、聚焦系统组件依次沿激光光路排布，由所述计算机控制模块控制激光器发射的激光参数，并控制振镜组件和加工平台动作，使激光光束对放置于加工平台上的待加工件表面进行扫描，制备增透结构。

其中，其用于对蓝宝石，硫化锌，硒化锌，金刚石以及氟化镁这些窗口材料的图形化结构的制备。

其中，所述的激光器发射的激光波长为355-1064nm。

其中，所述的振镜组件优选为3D振镜。

其中，所述的激光器为皮秒或飞秒超快激光器。

其中，其制备的增透结构为柱状，棱锥状，或圆锥状。

与现有技术相比，该实用新型亚波长增透结构的制备装置的优点在于：设备简单，工艺简单，无需制备掩膜版，可精确控制亚波长结构尺寸，加工精度小于特征尺寸，制备效率高，一步完成，激光光源可选择效率高、成本低。

附图说明

图1为本实用新型亚波长增透结构的制备装置的系统结构图；

图2为本实用新型亚波长增透结构的制备方法流程图；

图3为本实用新型亚波长增透结构的制备装置制备的增透结构为圆柱型时的结构示意图。

具体实施方式

以下参考附图，对本实用新型予以进一步地详尽阐述。

请参阅图1，本实用新型一种亚波长增透结构的制备装置，其包括：计算机控制模块7，激光器1，光学传递组件2，振镜组件4，聚焦系统组件5，以及加工平台6；所述的光学传递组件2、振镜组件4、聚焦系统组件5依次沿激光光路排布，由计算机控制模块7控制激光器1，根据加工需求，由计算机控制模块7控制激光参数。并控制振镜组件4和加工平台6动作，使激光光束在待加工件表面扫描，制备增透结构。优选的，在该实施例中，在光学传递组件2于振镜组件4之间还设有一反射镜3，反射镜3用于改变激光传递方向，从而缩减这个设备的占据的空间。其中，本实施的待加工件为蓝宝石8，蓝宝石8放置于加工平台6上，可随加工平台一起转动。

光学传递组件2一般为扩束镜装置，将激光光束进行扩大，以获得更小的聚焦光斑。振镜组件4由X振镜、Y振镜以及Z轴直线模块组成，振镜组件4的主要作用是向下引导光束，并通过控制可以实现激光光束的三维运动。光束经过聚焦系统5后，光束聚焦在加工件表面。

在其他实施例中，该亚波长增透结构的制备装置还可用于对蓝宝石，硫化锌，硒化锌，金刚石以及氟化镁这些窗口材料的图形化结构的制备。

优选的，激光器1皮秒或飞秒超快激光器。激光器1发射的激光波长可以为355-1064nm。计算机控制模块7控制激光器1的启停，以及控制激光器发射的激光参数设置，其控制的激光参数包括电流，频率，扫描速率，加工参数等。