[发明专利]表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格及制造方法

权利要求书

1.一种表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格，由多块高铅当量的玻璃微孔阵列单元拼接而成，玻璃微孔阵列单元上均布微孔通道，其特征是，玻璃微孔阵列单元为厚度3mm、边长d的正六边形，d为10~20mm，玻璃微孔阵列单元上、下表面磁控溅射钨，形成有100~200nm厚度的金属钨镀层，微孔通道内原子层沉积二氧化铪，形成20nm的二氧化铪薄膜。

2.根据权利要求1所述的表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格，其特征是，微孔通道的中心线与整块玻璃微孔阵列单元间形成不同的微孔角度α, 其中处于整块滤线栅格中心位置处的微孔通道都与X射线保持平行，即微孔角度α为90°，从中心处微孔通道向外逐块璃微孔阵列单元上的微孔通道与整块光纤面板间微孔角度α为 、 …、、 ，n为整数且n≥1。

3.一种权利要求1所述的表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格的制造方法，其特征是，包括以下步骤：

a)制备Φ27.5~28.5mm、壁厚2mm的芯铅玻璃管，然后采用光纤拉制机拉制成外径为Φ2.62±0.01mm、长度为820mm的空芯纤维单丝；

b)选用铅玻璃棒采用光纤拉制机拉制成外径为Φ0.45±0.008mm、长度为820mm的实芯丝；

c)将37根空芯纤维单丝和54根实芯丝在排成复丝棒，其中实芯丝作为空芯丝的间隙丝，将排棒完成的空芯纤维单丝与实芯丝捆绑固定，形成一个复丝棒整体；

d)采用光纤拉制机拉制此复丝棒成为对边长为1.22±0.01mm光纤复丝，然后将光纤复丝断成多段一定长度的复丝；

e)取m根复丝在正六边形的排板模具中排出对边根数为17的六边形纤维阵列板，并将两端捆绑固定成纤维阵列板装入专业模具中并放入真空炉中熔板，熔板温度在480~510℃，形成六边形空芯阵列板，空芯阵列板上有均布的纤维通道；

f)将六边形空芯阵列板的纤维通道内填充上可溶性填充材料并进行固化，然后按相同厚度不同微孔角度进行切割，最后磨抛制得出表面光滑的滤线栅中空块单元；

g)将滤线栅中空单元块通过超声波清洗掉纤维通道内的可溶性填充材料，最终制得结构均匀的滤线栅中空块，纤维通道形成微孔通道；

h)将不同微孔角度的滤线栅中空块按指定位置进行排列拼接在一个平面上，并进行粘合后形成一个大面积聚焦式滤线栅格光纤面板。

i)在滤线栅格微孔通道内沉积HfO₂，二氧化铪HfO₂为非晶态，先将滤线栅格清洗吹干，将滤线栅加热到200℃，向沉积室中引入HfCl₄，以制备所需厚度的氧化铪薄膜，用氮气清洗沉积室，并向沉积室中引入水蒸汽，沉积时间为4h，沉积完毕后退火，从而得到在滤线栅格微孔通道内沉积20nm的二氧化铪薄膜。

j)将滤线栅格的侧面和微孔通道进行遮挡，将遮挡后的滤线栅格通过导轨送入磁控溅射腔室，开启磁控溅射腔室的真空泵抽真空，真空度为1.0~9.0×10^-3Pa，确保该磁控溅射装置封闭，磁控溅射腔室开始工作，溅射电流为2~10A，时间为1~5h，同时开启加热，使温度恒定在100~400℃，以此将靶材钨溅射到滤线栅格的上、下表面，当磁控溅射腔室完成镀膜，等待0.2~2h冷却后开炉，得到在上、下表面分别镀有100~200nm厚度的金属钨的滤线栅格；

k)通过上述步骤最终得到在表面磁控溅射钨、微孔通道内原子层沉积二氧化铪的表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是，步骤（1）中，拉制前先采用冷加工设备对铅玻璃管进行内外径加工，使空芯铅玻璃管的外径达到Φ27.5~28.5mm，壁厚2mm，并对内外壁进行抛光，使表面粗糙度达到10纳米级。

5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是，步骤（3）中，复丝棒用生料带和铝箔捆绑固定，步骤（5）中，对边根数为17的六边形纤维阵列板采用铜丝将两端捆绑固定。

6.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是，步骤（6）磨抛制得出表面光滑的滤线栅中空块单元放入精雕机中进行轮廓修正，制得尺寸及精度一致的滤线栅中空单元块。