[发明专利]一种变台阶衍射元件及其制备方法

权利要求书

1.一种变台阶衍射元件的制备方法，其特征在于，所述变台阶衍射元件包括多个同心环带，方法包括以下步骤：

1)根据加工精度尺寸W、衍射元件的设计波长λ、焦距f以及F数F^#，确定不同台阶数目的加工区域σ_L，计算公式如下：

其中，加工精度尺寸W与环带宽度Δr_n满足条件：Δr_n＝r_n-r_n-1；

r_n为第n个环带半径值，r_o为最外环环带半径值，L为台阶数目；

2)计算不同加工区域的各级台阶深度d，计算公式如下：

其中，n(λ)为基底材料在衍射元件设计波长λ处的折射率值；

3)在基片表面涂覆光刻胶，将带有光刻胶的基片放置在激光直写加工平台中心；

4)控制激光直写加工平台对步骤1)确定的加工区域进行曝光，并将完成曝光后的基片放入显影液静置N秒，而后清洗基片并烘干；

5)保留基片上的光刻胶作为抗蚀剂，对基片进行离子束刻蚀加工，将刻蚀加工后的台阶结构从光刻胶转移到基底材料上；

6)重复步骤3)至5)，直至各级台阶均加工完成；

7)清洗基片，得到具有多级台阶的衍射元件。

2.如权利要求1所述的变台阶衍射元件的制备方法，其特征在于，所述N的数值范围为30至90秒。

3.如权利要求1所述的变台阶衍射元件的制备方法，其特征在于，步骤(6)具体包括：

在完成步骤5)的基片上再次涂覆光刻胶，使得涂覆的光刻胶填充满台阶凹槽，保持光刻胶表面均匀平整；

利用激光直写进行套刻曝光，对已完成加工的台阶区域不进行曝光，只对未完成加工的台阶区域进行曝光，并将完成曝光后的基片放入显影液静置N秒，而后清洗基片并烘干；

对经过二次曝光后的基片进行离子束刻蚀，本次刻蚀深度为上一次刻蚀深度的两倍，而后将刻蚀加工后的台阶结构从光刻胶转移到基底材料上。

4.如权利要求1或3所述的变台阶衍射元件的制备方法，其特征在于，在基片表面涂覆的光刻胶的深度大于步骤2)计算得出的最大台阶深度。

5.如权利要求1或3所述的变台阶衍射元件的制备方法，其特征在于，进行离子束刻蚀包括：刻蚀至对应的台阶深度值时，停止刻蚀，洗去光刻胶。

6.一种变台阶衍射元件，其特征在于，所述变台阶衍射元件为如权利要求1至5任一项所述的制备方法所制备出的衍射元件。