[发明专利]带有栅棱结构的轻型分束器及制作方法

权利要求书

1.带有栅棱结构的轻型分束器，由栅棱、分束窗和分束膜组成，所述栅棱对分束器进行空间分割形成分束窗阵列，分束膜位于分束窗上表面或分束窗和栅棱的上表面，栅棱对分束膜起支撑作用；其特征在于：所述轻型分束器不包括补偿板；

所述栅棱宽度为1μm-10μm，分束窗的宽度为100μm-2000μm，栅棱厚度为100μm-500μm，分束窗的厚度为10μm-100μm；或者栅棱宽度为0.5μm-2μm，分束窗的宽度为50μm-250μm，栅棱厚度为20μm-50μm，分束窗的厚度为100nm-10μm；

所述栅棱的剖面结构为单面矩形、单面平行四边形、单面梯形、双面矩形、双面弧形、双面平行四边形或双面梯形；当所述栅棱的剖面结构为单面平行四边形或双面平行四边形时，平行四边形剖面的角度由分束器与入射光的夹角决定；

栅棱在横向的宽度是其纵向宽度的倍，分束窗在横向的宽度是其纵向宽度的倍，分束窗在横向和纵向的占空比相同；

栅棱材料选自以下材料组合中的一种或多种：铝、铜、钛、镍、金、氧化铝、陶瓷、石英、玻璃、氟化钙、硒化锌、硫化锌、硅、锗、二氧化硅、氮化硅、有机材料；

分束窗材料选自以下材料组合中的一种或多种：石英、玻璃、氟化钙、氟化镁、氟化钡、氟化锂、硒化锌、硫化锌、硅、锗、二氧化硅、氮化硅、铝、铍、聚酰亚胺或PMMA中的一种或多种；

所述分束器采用超精密机械加工方法或者MOEMS技术制备；

采用超精密机械加工方法制备所述分束器的方法包括：在基底上通过一体切割、研磨及抛光技术获得栅棱和分束窗，再整体蒸镀分束膜，完成器件制备；

采用MOEMS技术制备所述分束器的第一种制备方法为：

步骤一、选取单晶硅作为基底，并在所述单晶硅表面制备掩蔽膜；

步骤二、定向光刻，通过刻蚀法去除边槽图形内的掩蔽膜，露出边槽图形；采用单晶硅各向异性腐蚀液腐蚀边槽，边槽腐蚀深度等于分束窗最终的厚度；

步骤三、第二次光刻，通过刻蚀去除分束窗图形内的掩蔽膜，露出分束窗图形；采用单晶硅各向异性腐蚀液同时腐蚀边槽和分束窗，腐蚀深度至边槽腐蚀到厚度为0，分束窗达到最终的厚度；

步骤四、去除栅棱表面的掩蔽膜，整体蒸镀分束膜，完成分束器的制备；

或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第二种制备方法为：

步骤一、选择半导体材料作为基底，并在所述半导体基底材料上旋涂一层光刻胶；采用掩模板曝光和显影，去除位于分束窗位置的光刻胶，露出半导体基底表面；

步骤二、采用湿法腐蚀或干法刻蚀技术，去除分束窗位置的半导体基底材料，形成镂空结构；

步骤三、去除栅棱位置处的光刻胶，将分束窗材料固定在栅棱表面，利用栅棱对分束窗进行支撑，蒸镀分束膜，完成分束器的制备；

或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第三种制备方法为：

步骤一、选取单晶硅作为基底，在基底上生长、蒸镀、涂覆或键合的方法形成层结构；

步骤二、在所述层结构上进行光刻、干法刻蚀或湿法刻蚀形成栅棱，将步骤一所述的基底作为分束窗；或将所述层结构作为分束窗，对步骤一所述的基底进行光刻、干法刻蚀或湿法刻蚀形成栅棱；

步骤三、在步骤二的基础上，蒸镀分束膜；完成分束器的制备；

或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第四种制备方法为：

步骤一、将分束窗基底与栅棱基底采用粘接剂进行粘接，然后所述栅棱基底上采用超精密机械加工或MOEMS技术形成栅棱；

步骤二、去除分束窗基底表面的粘接剂，露出分束窗；

步骤三、在栅棱和分束窗表面镀分束膜，完成分束器的制作；

或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第五种制备方法为：

步骤一、选择两个基底，在其中一个基底上制作栅棱结构，另一个基底作为分束窗；

步骤二、将带有栅棱结构的基底与作为分束窗的基底采用粘接剂进行粘接；

步骤三、在栅棱和分束窗表面镀分束膜，完成分束器的制作；

或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第六种制备方法为：

制备双面掩蔽膜，通过双面光刻与双面刻蚀实现，基底上表面和下表面图形相同，在定向光刻刻蚀时，上下表面边槽腐蚀深度之和为分束窗的最终厚度值，制作双面栅棱分束器。

2.根据权利要求1所述的带有栅棱结构的轻型分束器，其特征在于；所述边槽形状由多个矩形或正方形均匀排列组成。